Por que as penas do pavão são tão coloridas? O pavão é talvez o pássaro mais colorido e bonito do mundo. Os pavões machos arrastam suas longas penas de cauda, que são adornadas com pequenos ramos de penas azuis, verdes, amarelos e marrom na cauda, refletindo um brilho brilhante e deslumbrante quando abertos. A origem das plumas coloridas do pavão atraiu grande interesse de gigantes da ciência, como Hooke, Newton, Michelson e outros.
As cores da natureza são produzidas principalmente por duas vias: uma é a cor pigmentada e a outra é a cor estrutural. As cores pigmentadas são as cores mais comuns e comuns, derivadas de pigmentos que absorvem seletivamente a luz de certas cores, enquanto refletem ou dispersam a luz de outras cores. A origem da cor estrutural é completamente diferente da cor pigmentosa, causada pela interação da luz natural com a estrutura óptica, o efeito de interferência, difração ou dispersão, sua característica é o efeito íris, ou seja, sua cor mudará de acordo com a mudança do ângulo de observação. A cor das penas de pavão é um exemplo clássico.
Observando a microestrutura de ramificados de penas de pavão com microscópio eletrônico, descobrimos que a corteza dos ramificados de penas é uma estrutura óptica ordenada, composta por uma matriz de colunas de melanina dispostas periodicamente em mosaico na base de queratina e uma matriz de poros de ar no meio.
A estrutura óptica dos ramos de penas de pavão é semelhante em diferentes cores, e a principal diferença é a diferença de espaçamento entre os pilares de melanina. Os pilares de melanina nos ramos de penas azuis, verdes, amarelos e marrons são espaçados em aproximadamente 140, 150, 160 e 185 nanômetros, respectivamente; é essa pequena diferença que leva às diferentes cores. Esta estrutura óptica (também conhecida como "cristal fotônico") produz efeitos combinados de interferência e dispersão, formando uma variedade de cores, como o ramo de plumas que aparece verde porque é um forte reflexo de luz verde, o resto da luz colorida pode ser transmitido.
As penas de pavão também têm o efeito íris, se olharmos obliquamente, descobriremos que a cor ocorre o fenômeno de deslocamento para o azul, como as penas verdes se tornam azuis, as penas amarelas se tornam verdes. Este efeito íris é devido à estrutura óptica para a reflexão seletiva da luz, a cor com a mudança de ângulo de observação ocorre o deslocamento para o azul correspondente.
A estratégia de regulação da cor das penas de pavão é muito sutil, ou seja, a estrutura óptica do subcórtex de penas pode ser usada para obter cores estruturais diferentes alterando seus parâmetros estruturais ligeiramente. As cores estruturais têm características maravilhosas que as cores pigmentais não têm, como cor íris, alto brilho e saturação de cor, mudando a estrutura pode mudar a cor e nunca desvanecer. Portanto, a cor estrutural tem perspectivas de aplicação importantes na preparação biônica de novos pigmentos ambientalmente amigáveis e exibição, e também fornece inspiração para os cientistas para desenvolver novos materiais e dispositivos fotônicos.