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纳米技术又添新技能: 给巧克力上色
2020-8-24 15:05:00 科技日报

巧克力的馨香,给人无限回味;五彩斑斓的颜色,惊艳视觉。当色彩和香味碰到一起,仿佛打开了新世界的大门。最近,瑞士苏黎世联邦理工学院的科学家们,通过纳米技术,做出了一款酷炫巧克力。它的表面自然散发彩虹色彩,每一个看到它的人,都不禁要感叹一句:“难道,这就是彩虹的滋味吗?”

  微小沟槽让巧克力出“彩虹”

要在巧克力这样甜蜜的食物上做出五彩斑斓的颜色,不仅仅是想象力的问题。如果放在显微镜下,你会看见巧克力表面有很多微小的沟槽。

这就是传说中的结构色,不依赖于色素或其他添加剂,仅凭微结构对光的衍射和散射,就可以显示绚丽的色彩,和平常所见的“色素色”截然不同。这样的巧克力就像变色龙一样,使用皮肤结构的变化来散射特定波长的光,从而不断改变身体的颜色,这样的本领单纯的色素细胞可不具备。自然界中常见的、拥有结构色的还有贝壳、蝴蝶翅膀等。

为了制造这种虹彩巧克力,一位产品开发人员猜测,研究者们应该是制造了一种纳米科技的巧克力模具,使用电子束光刻技术在玻璃或硅片模具上蚀刻约100纳米宽的线条,然后将巧克力液放在模具里,加以冷却凝固。

这种结构色并不是第一次出现在食物上,有时候在煮熟的牛肉上也会见到它。研究表明,牛肉上的“彩虹”是肌肉纤维微观结构产生的,是一种结构色,与安全性无关。

研究人员希望将这种着色技术推广到大众市场。目前而言,结构色的制作也并不复杂。

  为巧克力增色仅仅只是开始

巧克力只是纳米着色的开始。日本一家公司,用结构色方法制作了一种以蝴蝶命名的织物,并做成了在不同角度会看到不同色彩的连衣裙。去年,日本京都大学的研究人员,还通过改变纸张的微结构,未采用任何墨水和颜料,就仿制出一幅《神奈川冲浪里》高清名画。这幅特殊的画尺寸仅1毫米,图案分辨率是传统喷墨打印的3倍,并且永不褪色。

这样环保又持久的上色方案,用于食物、织物、艺术品,真是再合适不过了。但是,科学家还希望将结构色用于更“硬核”的领域,例如芯片。因为关于结构色的应用,本质上都是通过微结构设计,实现对光子的调控。而当前集成电路芯片中的各种半导体器件,都是基于对电子的调控,来实现逻辑运算和信息传输。那么,在以电子为信息载体的半导体器件能力已达极限的情况下,是否能利用光子调控,实现更小型化、更低功耗和更强运算能力的下一代光子计算芯片呢?与之相关的光子晶体、量子计算等研究已经在路上,让我们拭目以待。


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