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CMF | 一种会“动”的色彩,纳米结构色

作者:
苏州印象镭射
来源:
www.gzlaser.com
日期:
2020/04/02 17:38
摘要:
动物的色彩世界是非常绚丽的,一些颜色非常鲜艳的生物并不完全靠色素来展示这种色彩效果,而是用身上的微结构通过微调反射光的原理来覆盖自身,达到五彩斑斓及非常有光泽的外观效果,以此来做伪装或吸引异性等。 比如自然界中的的甲虫,它的背部表面是如此的有光泽和金属质感,光学效果非常明显,其实是靠其壳体表面的细微结构纹理,通过对光的折射、反射等来实现的各种颜色。这也就是我们本文要讲的结构色,也称为物理色。是从生

动物的色彩世界是非常绚丽的,一些颜色非常鲜艳的生物并不完全靠色素来展示这种色彩效果,而是用身上的微结构通过微调反射光的原理来覆盖自身,达到五彩斑斓及非常有光泽的外观效果,以此来做伪装或吸引异性等。

 

 

比如自然界中的的甲虫,它的背部表面是如此的有光泽和金属质感,光学效果非常明显,其实是靠其壳体表面的细微结构纹理,通过对光的折射、反射等来实现的各种颜色。这也就是我们本文要讲的结构色,也称为物理色。是从生物界得到的灵感,加之研究之后再应用到各个产业领域中。

 

提到结构色,可能有些朋友还不了解,但如果说起商品或钱币的防伪标,大家一定都知道,其实防伪标就是结构色效果的一种典型应用。

 

图 微纳结构色防伪标签,苏州印象设计制作

 

图 光变防伪材料,华阳光学提供

 

结构色是一种“动态”的色彩,那么到底是什么?我们来接着看:

 

 

一、什么是结构色

结构色说的通俗一点就是通过改变微观界面结构让光在界面上发生反射折射干涉等,从不同的角度可以看到不一样的光泽及色彩效果。2019年,纳米结构色在手机后盖中的应用逐渐增加,属于“3D升级版的渐变设计”,比如幻彩系列等光学效果。  相比于传统的染料或涂料油墨等覆盖,结构色释放的设计可能性更大!因为它是集触感、色感、光感等多维度于一身,从整体上看会更加惊艳。同时,通过设计这些表面纹理及调整细微机构的大小,可以不断变换产品的外观光学效果,比如彩虹纹、幻彩等。这些是普通的颜料及染料不具备的。

 

vivo NEX 彩虹纹效果

 

二、结构色实现方案

结构色目前的应用领域非常广泛,除了上面介绍的防伪、手机等,还包括汽车、美妆、家电等行业。甚至目前很多专家学者研究的功能型领域,比如可穿戴光学器件、滤光片等。

 

结构色的实现方案有很多种,我们这里简单介绍两种,表面纹理及材料结构本身。 

 

1. 表面纹理

这种也是目前行业中用的比较多的一种做结构色方案。大致工艺流程是通过纳米级高精度的激光工艺按照设计好的纹理图样在模具上雕刻出来纹理,此时整个表面被切割出数万甚至更多的光学衍射单元,之后通过UV转印等方式直接印到产品表面或者是膜片上(膜片要做贴合),然后再做镀膜、丝印等其他工艺。小米、vivo、华为、三星等都在采用。


图 苏州印象设计制作的小米9全息幻彩结构色


2. 材料结构本身

这种是通过材料结构本身来做出这种效果,比如光变涂料、光变油墨、光变颜料等。这种特定的纳米光学材料多是由纳米级的薄膜结构复合叠加而成,这种结构对光形成强烈的干涉等光学效果,可以实现动态的颜色变化及金属光泽,一般材料附着的工艺是真空镀膜、喷涂等。

 

图片由曦恩科技提供

我们来看一下实际的产品效果。

 

 来苏州印象设计制作 

 

 通过印刷工艺的高端光变颜料,图片拍摄来源于厦门曦恩科技
 

图 光变颜料做出的结构色效果,融光纳米研发,并获得2019国际CMF设计奖 

 

图 光变涂料做的结构色,在不同的视觉角度看到的色彩不一样,华阳光学提供

当前很多业内的物理学等专家都在研究利用结构效应进行技术应用的创新方法。行业内也在不断研究如何将细微纹理结构的精度做的更高或纳米材料做的品质更好,让产品的表面效果做的更精致等。

 

 

结构色的应用是多样化的,除了产品的表面外观装饰方面,很多研究者还在试着研究更有功能性、更有价值的领域,比如结构彩色滤光片。目前有几微米厚,通过结构色,可以制造出大约10倍薄的滤光片,进入纳米尺度。更小的像素可以实现更高的分辨率和更紧凑的技术。

 

我们要善于观察自然,了解这些微结构在生物界的产生情况,这样才能更好地学习,得到一些灵感并创造性的将其应用于技术与设计,进而广泛地应用在各个产业领域中。比如结构色设计就是一种仿生学的色彩研究。正如一位教授学者曾说过的:“既然目前我们有能力制造更复杂的结构和材料,那么我们就更应该尽可能多的利用生物学作为灵感来源,去设计,去制造,去应用,去跨界,去创新!”

 

以上文章来源于CMF设计军团号 ,作者作者 军团 Diudi

 

 

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