Почему зеленые и синие цвета — самые яркие в природе?

Исследователи использовали числовое моделирование для того, чтобы определить границы матовой структурной окраски — феномена, ответственного за наиболее интенсивные цвета в природе — и обнаружили, что этот тип окраски связан только с зелеными и синими оттенками видимого спектра. Результаты исследования, которые были опубликованы в журнале PNAS, могут быть применены для разработки нетоксичных типов краски, имеющих яркий цвет и не подвергающихся выцветанию.

Структурный окрас, который можно наблюдать у перьев некоторых птиц, крыльев бабочек и других насекомых, возникает не в результате действия пигментов, но производится за счет упорядоченных структур наноразмеров. То, как будет выглядеть цвет при такой окраске — будет ли он матовым или переливчатым — зависит от аранжировки крайне малых в размерах наноструктур.

Упорядоченные (то есть кристаллические) структуры производят переливчатые цвета, оттенки которых меняются, когда меняется угол взгляда на них. Беспорядочные (коррелированные) структуры производят матовые цвета, выглядящие одинаково при любом ракурсе обзора. Так как структурная окраска не подвергается обесцвечиванию, ее матовые типы могут быть крайне полезны при разработке краски и лаков.

Применив числовое моделирование, ученые проверили, в какой степени возможно создание насыщенных, чистых и матовых оттенков красного цвета, производимого с помощью структурной окраски. Смоделировав оптические закономерности и цвета наноструктур, существующих в природе, ученые поняли, что яркие и матовые оттенки структурной окраски не могут быть воссозданы в видимом спектре. По мнению ученых именно этот факт объясняет отсутствие этих оттенков в природе.

Ученые заключают, что ограничения производства структурной окраски могут быть преодолены за счет использования наноструктур других типов — сетевых структур или же многослойных иерархических структур.