Cum picăturile de ulei sau apă pot străluci culori vibrante

Este posibil ca uleiul și apa să nu se amestece, dar cele două au dezvăluit acum un nou exemplu de culoare structurală, în care nuanța unui obiect decurge din forma acestuia.

Studiind picăturile formate din două straturi de ulei limpede, cercetătorii au descoperit că, în funcție de perspectiva privitorului, micile blobs străluceau o varietate de culori vibrante sub lumină albă. Într-un vas Petri, picăturile de aceeași dimensiune și-au schimbat culoarea pe măsură ce vasul a fost rotit (vezi videoclipul de mai jos). Același fenomen, descris în 28 februarie Naturăa avut loc cu mici picături de apă care s-au colectat pe partea inferioară a capacului unei plăci Petri.

Chimistul de materiale Lauren Zarzar de la Penn State și colegii săi au descoperit că nuanțele irizate apar atunci când lumina lovește o graniță în formă de bol între două substanțe – în acest caz, bariera apă-aer de pe partea inferioară a picăturilor de apă care atârnă de o suprafață plană sau o despărțire în formă de bazin între cele două straturi de ulei. Lumina care intră în apropierea marginii unei picături sare de-a lungul acestei suprafețe concave de mai multe ori înainte de a fi reflectată și de a ieși lângă marginea opusă.

CURCUBEUL RONDUL Sub iluminare, o ceață fină de particule de ulei limpede în interiorul unei cutii Petri sunt irizate, reflectând culori diferite din unghiuri diferite.

La microscop, acea lumină reflectată creează un inel irizant a cărui culoare aparentă depinde de perspectiva privitorului. Acest lucru se datorează faptului că undele de lumină pot lua multe rute diferite de ricosare prin picătură în drumul lor de la sursa de lumină la un observator. Când undele cu o anumită lungime de undă – de exemplu, lumina galbenă – se aliniază, ele se întăresc reciproc și produc o culoare strălucitoare. Dar razele de lumină de alte lungimi de undă care urmează aceleași rute se pot alinia greșit și se pot spăla reciproc. Schimbarea unghiului de vizualizare schimbă căile pe care le vede un privitor și, prin urmare, culoarea.

Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că modificarea diametrului sau curburii unei picături i-a modificat culoarea aparentă chiar și atunci când este privită din același unghi (vezi imaginea de mai sus). O placă Petri umplută cu două tipuri de picături de ulei curbate diferit a produs o imagine în două culori a unui pinguin (vezi imaginea de mai jos).

Efectul a funcționat și cu umflături mici, transparente de polimer pe suprafețe plane. O astfel de cercetare ar putea ajuta la realizarea de materiale care schimbă culoarea care ar putea fi utilizate în produse cosmetice, camuflaj sau alte produse. „De asemenea, puteți proiecta suprafețe în care aveți efectiv două imagini diferite din direcții diferite sau vedeți o imagine doar dintr-o direcție foarte specifică”, spune Zarzar.