Perché le piume del pavone sono così colorate? Il pavone è forse l'uccello più colorato e bellissimo del mondo. I pavoni maschi trascinano le lunghe piume della coda, la coda delle piume radicali è decorata con piccoli rami di piume di colore blu, verde, giallo, marrone e altri "cerchi degli occhi", quando si apre lo schermo riflette un brillante brillante. L'origine della splendida colorazione delle piume del pavone ha suscitato grande interesse di grandi scienziati come Hooke, Newton e Michelson.
I colori della natura vengono prodotti principalmente attraverso due vie: uno è il colore pigmentaire e l'altro è il colore strutturale. I colori pigmentati sono i colori più comuni e diffusi, derivanti da pigmenti che assorbono selettivamente alcuni colori di luce mentre riflettono o diffondono altri colori di luce. L'origine del colore strutturale è completamente diversa dal colore del pigmento, causata dall 'interazione tra la luce naturale e la struttura ottica e l'effetto di interferenza, diffrazione o diffusione, la sua caratteristica è l'effetto iride, cioè con il cambiamento dell' angolo di osservazione il colore cambierà di conseguenza. Il colore delle piume di pavone è un esempio tipico.
Il pavone osserva la microstruttura microscopica dei rami di piume di pavone di diversi colori e scopre che la corteccia dei rami di piume è una struttura ottica ordinata, composta da una matrice di piccole colonne di melanina disposte periodicamente nel mosaico della base della cheratina, e una matrice di piccoli orifici d'aria nel mezzo.
Le strutture ottiche nei rami di piume di colore diverso della piuma pavone sono molto simili, la principale differenza è la differenza di distanza tra le piccole colonne di melanina. I colonne di melanina nei rami blu, verde, giallo e marrone sono spaziati rispettivamente da circa 140, 150, 160 e 185 nanometri; è questa piccola differenza che dà origine ai diversi colori. Questa struttura ottica (chiamata anche "cristallo fotonico") produce un effetto combinato di interferenza e dispersione, formando una varietà di colori, come il verde in un piccolo ramo di piuma perché ha un forte effetto riflettente sulla luce verde, il resto della luce di colore può essere trasmesso.
Le piume pavone hanno anche un effetto iride, se guardiamo obliquamente, troveremo il fenomeno dello spostamento blu del colore, come le piume verdi diventano blu, le piume gialle diventano verdi, questo effetto iride è dovuto alla struttura ottica della riflessione selettiva della luce del colore con il cambiamento dell 'angolo di osservazione.
La strategia di regolazione del colore delle piume pavone è molto delicata, cioè l'utilizzo della struttura ottica della corteccia della piuma piccola, cambiando leggermente i suoi parametri può ottenere colori diversi. I colori hanno meravigliose proprietà che i colori pigmenti non hanno, come il colore iridescente, l'alta luminosità e la saturazione del colore, cambiando la struttura può cambiare il colore e non sbiadire mai. Pertanto, i colori hanno importanti prospettive di applicazione nella preparazione di nuovi pigmenti ecocompatibili biosimili, display e altri campi, e forniscono ispirazione per gli scienziati per sviluppare nuovi materiali e dispositivi di struttura fotonica.