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深入认识微纳结构色,传统印刷色与其区别有哪些?


前不久一只“变脸鸟”的短视频刷爆了朋友圈,随着它在枝头“摇头晃脑”,其头部和颈部的羽毛也不断变换着颜色,这让很多网友都怀疑是后期处理的效果。其实,这种鸟是真实存在的,名为安氏蜂鸟,常出现在北美西部地区。

 

那蜂鸟是如何做到羽色“瞬息万变”的呢?

 

要解释这种现象,还得从生物体的显色原理说起。按照颜色的形成机理,可分为色素色和结构色两种。色素色一般是指有机色素通过选择性地吸收、反射和透射特定频率的光线从而展现出的不同颜色;结构色则是由某些特殊的微结构引起光的传播方向改变而形成的颜色,是微纳结构形成的一种光学效果。

 

安氏蜂鸟的变脸奥秘就在于其头颈部羽毛的结构。其实很多鸟类的羽毛从特定的角度观察时都能看到格外耀眼的亮色,比如绿头鸭雄鸟头上的绿色,还有喜鹊身上的蓝色和绿色等;可若是换个角度去看,这些颜色就会发生变化或者完全褪去了金属光泽。具有上述特征的羽色就是结构色,它们并非由色素形成,而是羽毛表面独特的亚显微物理结构使得入射光线发生散射、折射和多层干涉,从而产生了具有金属感的“虹彩光泽”。

 

 

相比于色素色,结构色是一种无需色素的色彩表达方式,它基于物理光学原理,将材料在微纳尺度上加工成周期性结构。由于微纳结构的特性,受结构的尺寸大小以及周期等影响,在白光的照射下可在材料表面散射出特定颜色的光。

 

与传统色素色相比,结构色独特的成色原理,使它具有与众不同的神奇特性,主要体现在以下3个方面:

 

一、色彩鲜艳,饱和度高

结构色具有很强的波长选择性,因此可通过控制材料表面结构实现对特定色彩的显示。传统绘图或屏幕显示一般基于三原色混合方案,即通过适当的搭配,构造出其他各种颜色,但这种成色方式实质上是一类“假彩色”。因为在成色表面,并没有真正散射出所视色彩对应波长的光。结构色却与之不同,它可以根据需要,散射出任意高纯度色彩,实现真正的“全彩色”,从而使呈现效果更加鲜艳饱满。

 

微纳纹理手机壳应用

(微纳结构色在手机壳上的应用)

 

二、清洁环保,永不褪色

结构色的生产基于对原材料在微观尺度上的加工,常见的制造技术包括:电子束光刻法、磁控溅射射频法、真空纳米蒸镀法、溶液涂布法及物理沉积法等。这些加工方法,完全摈弃了利用染缸或涂料的传统上色方式,并且通过改良原材料的性质,可使结构色更加持久地应对强光辐射、酸碱腐蚀等恶劣环境。因此,利用结构色加工的表面,不仅可长时间保持原有光泽,且其生产过程更能极大降低化学漆料对环境与人体的危害。

 

三、颜色可控,偏振可调

不同于化学染料“上色即定型”的特点,结构色利用材料表面微小结构对光束的影响,可实现不同颜色的呈现。因为,结构色中的微小单元可通过外力形变、机电控制等手段,让材料表面所散射的光波得以灵活调控。特别是成周期排列的微小结构单元,还可实现对光场的偏振调控,类似于让散射的光子“手拉手”,一起朝规定的方向振动,形成材料独有的“光学指纹”。结构色的这一神奇特性,将为光学防伪、三维成像等技术开辟新的途径。

 

结构色防伪证卡膜

(微纳结构色在防伪产品上的应用)

 

目前,结构色正越来越广泛的应用在产品设计上,随着社会发展,更多的产品设计师们除了注重产品的传统色彩、材料、工艺外,也更加重视产品外观的装饰纹理效果和绿色环保。

 

这是因为消费者对满足功能性的要求外,对产品结构色的美感、气质和使用感受提出了更高的期望。

 

苏州印象团队通延伸自身所擅长的全息技术,研发出一种微纳结构色微纳纹理),无需颜料印刷等工艺,就能呈现出各种色彩图文。微纳结构色可以表现出各种纹理图案、大自然肌理效果、光影变幻等等。高环保,低污染,且适用于IMR、IML、IMF等塑胶IMD,可广泛应用于电子电器、建筑装饰、箱包皮布、卫浴洁具等表面装饰。

 

UV顶标纹理应用(原创纹理设计)

 

微纳纹理·手机壳应用

关注苏州印象,后期我们将给大家带来不同行业产品的实际微纳结构色应用。

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