藍斑帶尾鰩魚產生耀眼的藍色斑點不需要色素它是怎麼做到的?
研究人員說,藍斑帶尾鰩身上迪士尼式的色調來自一種獨特的奈米結構排列。這些發現以及從研究藍鯊中獲得的資訊可能有助於開發新的不含化學物質的著色技術。在印度洋-西太平洋地區的淺海水域浮潛,你很可能會看到藍斑帶尾鰩。這些圓滾滾的鰩魚直徑只有12-14 英寸,但它們身上的電光藍色斑點卻給人留下了深刻印象。
香港城市大學(城大)的研究人員說,長期以來,這些斑點的來源一直是一個海洋之謎,特別是因為無論從哪個方向看,它們的藍色都是一樣的。不過,科學家還是預感到,這些斑點會有結構性的成分。
“如果你在自然界中看到藍色,你幾乎可以肯定它是由組織奈米結構而不是色素形成的,”該研究的合著者梅森-迪恩(Mason Dean)說。 “了解動物的結構顏色不僅要了解光學物理,還要了解相關材料、它們在組織中的精細組織方式以及顏色在動物環境中的外觀。為了將所有這些碎片拼湊在一起,我們組建了一個來自多個國家的優秀學科團隊,最終為鰩魚的顏色之謎找到了一個令人驚訝而又有趣的解決方案。
當然,由於研究小組進行了詳細的分析,這個謎團已經被解開了。原來,鰩魚皮膚的顏色實際上是由皮膚結構中的小球排列造成的,而不是色素沉澱。
“我們發現,藍色是由獨特的皮膚細胞產生的,它們具有穩定的三維排列的奈米級球體,內含反射性奈米晶體(就像懸浮在泡沫紅茶中的珍珠),”該研究的主要作者阿馬爾-蘇拉帕內尼說。 “由於奈米結構的大小及其間距是藍光波長的有用倍數,因此它們傾向於專門反射藍色波長”。
在研究射線時,研究團隊使用了微型電腦斷層掃描(micro-CT)、掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)。分析結果不僅揭示了藍色反射奈米結構,還顯示光斑下方的一層黑色素吸收了其他顏色的光線,使藍色更加”耀眼”。研究人員推測,這些斑點可能有助於偽裝光。
迪恩說:”在水中,藍色的穿透力比其他任何顏色都要深,有助於動物與周圍環境融為一體。黃貂魚皮膚上的亮藍色斑點不會隨著觀察角度的變化而變化;因此,當動物游泳或用起伏的翅膀快速機動時,它們可能具有特殊的偽裝優勢。
由於鰩魚的斑點是透過機械而非化學過程產生的,研究團隊認為,這些發現有助於今後生產無化學成分的著色技術。
迪恩說:”我們正在尋求與其他研究人員合作,開發靈活的仿生物結構色彩系統,其靈感來自黃貂魚皮膚的柔軟特性,可為紡織品、柔性顯示器、螢幕和感測器提供安全、不含化學物質的色彩。
作為正在進行的研究的一部分,研究小組也開始研究包括藍鯊在內的其他海洋動物的藍色膚色。
城大研究自然著色機制的博士後維克托里亞-卡姆斯卡(Viktoriia Kamska)說:”儘管’藍鯊’這個名字及其生態學方面的研究都很深入,但仍然沒有人知道它皮膚上的藍色是如何產生的。相關學科。