事实如此浪漫

探索理解和模仿自然界最复杂的颜色

西印度洋腔棘鱼(矛尾鱼chalumnae) 亚历山德罗兹途经Shutterstock酒店

这是一本书中一条闪闪发光的蓝色鱼的形象西印度洋腔棘鱼这激发了德国画家弗兰兹斯卡·申克(Franziska Schenk)的灵感,她开始了一个项目,这个项目占据了她成年后的大部分时间。“它神秘而美丽,”她说,“当我还是个孩子的时候,我就迷恋于大海。”她开始全神贯注地试图在她的艺术中捕捉那难以捉摸的美。制作彩虹彩绘不仅是技术上的挑战,还会迫使申克探索大自然创造色彩的一些奇异方式。

她的第一次尝试是画一种叫做石斑鱼的威胁性鱼类的巨幅肖像。但是,由于她尝试使用的黄色颜料“单调乏味”,试图使用金色闪亮的背景的努力失败了。“另一方面,许多鱼产生的生动的金色和更常见的银色彩虹光束,看起来与实际的贵重金属完全相同。”她找不到能让她着迷的那种闪光的颜料。“我很沮丧,”她回忆道。“我想用和鱼一样的技术。”

几个世纪以来,科学家们一直在寻求解开所谓的结构色彩的秘密,这是自然界最神奇色彩的来源。1730年,艾萨克·牛顿爵士基于他的新色彩理论,提出了一个假说:孔雀的羽毛会像棱镜一样物理地分裂光线,从而发光。这个假说是正确的,但并不完整。19世纪初,物理学家托马斯·杨终于发现,光的波动特性可以解释透明薄膜是如何产生彩虹色的。色素是一种常见的颜色,存在于我们周围的所有东西中。色素通过吸收特定波长的光或颜色,并反射其他颜色来产生颜色;当反射到我们的眼睛时,我们将它们视为颜色。结构性颜色,比如你在肥皂泡上看到的那种,效果完全不同。当光线照射到像肥皂泡一样的薄膜时,一些光线会被薄膜的顶部表面向上反射。但一些光线继续穿过薄膜,击中底部边缘,然后向上反射回来。杨意识到,根据他对光作为波的新理解,从顶部和底部反射的光束然后结合在一起。在这种组合中,一些波长的光被放大,而另一些则被减弱,这取决于薄膜的化学性质和厚度。 The colors that get amplified are the intense colors we see. The way the waves combine also depends on the angle from which our eyes view that light, which explains why iridescent colors shimmer and change when viewed from different angles.

肥皂泡上的彩虹色 马塞尔·克莱门斯大街

这一现象解释了在油膜、气泡和许多虫子上看到的彩虹,申克在与科学家的一系列实习中了解到这一点。2004年在英国的一个水族馆,她研究了鱿鱼状的墨鱼,这种鱼使用皮肤上的色素体,其中一些色素体会发光模仿五彩缤纷,与周围环境融为一体。三年后,她在伦敦自然历史博物馆(NaturalHistoryMuseum)的一次居住经历让她得以观察被钉住的彩虹大闪蝶蝴蝶。它们的翅膀是由一种被称为甲壳素的透明结构层层堆叠而成的深蓝色。在最近访问荷兰实验室期间,她学会了如何测量她的工作的光学特性。

同一幅画的三个版本展示了申克如何分层她定制的颜料,以模拟这种罕见蛾子的彩虹色暗纹夜蛾 弗兰齐斯卡申克

同时,申克努力创造可以应用于画布的彩虹色颜料。商业上销售的彩虹色颜料只显示出苍白、微弱的金属色,而不是大自然生动的微光色调。然后,她获得了最顶级的彩虹色材料,这些材料应该显示出闪烁的紫色、金色和红色。灰褐色的粉末,不像她以前见过的任何颜料。它们由二氧化硅制成的微小薄片组成,上面覆盖着几层金属氧化物层。花了一年的实验来了解如何将粉末变成可涂刷的涂料,并在不破坏其光学特性的情况下进行混合。

然后她必须学会如何将她的彩虹色颜料混合到调色板中。“这是违反直觉的,”她说。“用传统的颜料,你将黄色和蓝色混合,得到绿色。”然而,她创作的颜料使用了所谓的加色的规则它描述了当你混合光线而不是颜料时所发生的情况。“如果你把金色和金属蓝色混在一起,你就会得到白色……我不得不忘记我在颜色理论中所学的一切。”

就个人而言,申克的画作因视角和照明角度的不同而有所不同。这是同一幅画,画的是一条彩虹色的乌贼,从侧面(左)和正面(右)发光。 弗兰齐斯卡申克

接下来是借用大自然的色彩技巧。蝴蝶翅膀上的品红色斑点结肠炎例如,属,结合红色的背景色素和分层反射器,给蓝色的光泽。申克说:“我的画是分层的,就像蝴蝶翅膀一样。”2013年,她复制日本宝石甲虫橙色的底面、绿色的外壳和紫色的条纹,并通过对比反射率测量证明了它们与真品的相似。

申克已经在德国、英国和荷兰展出了她的画作。这些作品具有照片中所期望的真实感,但随后它们会闪烁或闪烁,以传统图像无法捕捉的方式捕捉到彩虹标本的动态特性。它们随着观众的移动而改变其丰富的颜色,就像它们描绘的蝴蝶和甲虫组织一样。“这几乎就像照片和绘画之间的竞争,”申克说。“现在,我赢了。”


Eli Kintisch是科学杂志。他2010年的书,入侵地球他探索了地球工程学,通过对大气的刻意修补来对抗全球变暖。

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