تفاوت میان نسخه‌های «رنگ‌آمیزی ساختاری»

رنگ‌آمیزی ساختاری اولین بار توسط دانشمندان انگلیسی [[رابرت هوک]] و [[آیزاک نیوتن]] مشاهده شد و آن اصل «[[تداخل امواج]]» توسط [[توماس یانگ]] یک قرن بعد توضیح داده شد. یانگ، رنگین‌تابی را ناشی از تداخل بین بازتاب‌های دو یا چند سطح از [[لایه نازک|پرده نازک]]، همراه با انکسار هنگام ورود و خروج نور از این پرده‌ها عنوان کرد. هندسه سپس تعیین می‌کند که در زوایای خاص، نوری که از هر دو سطح منعکس می‌شود به‌طور سازنده تداخل ایجاد می‌کند، در حالی که در زوایای دیگر، نور به‌طور مخرب تداخل می‌کند؛ بنابراین رنگ‌های مختلف در زوایای مختلف ظاهر می‌شوند.
 
در حیوانات، مانند پرهای [[پرنده|پرندگان]] و فلس‌های [[پروانه]]‌ها، تداخل توسط طیف وسیعی از سازوکارهای [[فوتونیک|نوری]]، از جمله [[توری پراش]]، آینه‌های انتخابی، [[بلورهای فوتونیکی|بلورهای نوری]]، الیاف بلوری، ماتریس‌های نانوکانال و پروتئین ایجاد می‌شود که می‌تواند پیکربندی آنها را تغییر دهد. برخی از برش‌های گوشت نیز به دلیل قرار گرفتن در آرایش دوره‌ای فیبرهای عضلانی، رنگ‌آمیزی ساختاری را نشان می‌دهند. بسیاری از این سازوکارهای نوری با ساختارهای پرجزئیات قابل مشاهده توسط [[میکروسکوپ الکترونی]] مطابقت دارند. در معدود گیاهانی که از رنگ‌آمیزی ساختاری بهره می‌برند، رنگ‌های درخشان توسط ساختارهای درون سلول تولید می‌شوند. درخشان‌ترین رنگ آبی شناخته شده در هر بافت زنده در توت‌های[[توت مرمری|توت‌ مرمری]] ([[:en:Pollia_condensata|Pollia condensata]]) وجود دارد، جایی که یک ساختار مارپیچی از الیاف سلولز باعث پراکندگی نور در [[قانون براگ]] می‌شود. درخشش ظاهری گیاه [[آلاله (سرده)|آلاله]] توسط انعکاس پرده نازک توسط روپوست که با رنگدانه‌های [[زرد]] تکمیل می‌شود و انشار قوی پراکندگی توسط یک لایه سلول [[نشاسته|نشاسته‌ای]] بلافاصله در زیر تولید می‌شود.
 
رنگ‌آمیزی ساختاری با استفاده از سطوح [[زیست‌تقلید]] که می‌تواند رنگ‌های درخشان، [[استتار]] تطبیقی، سوئیچ‌های نوری کارآمد و شیشه‌های با بازتاب کم را ایجاد کند، امکان استفاده صنعتی، تجاری و نظامی را دارد.
'''ماتریس‌های تغییرشکل یافته'''، متشکل از نانو کانال‌های به‌طور تصادفی جهت‌دار در یک ماتریس [[کراتین|کراتینی]] شبه‌اسفنجی است، که باعث ایجاد رنگ آبی غیررنگین‌تاب در طوطی [[مکائو آبی‌طلایی]] می‌شوند. از آنجا که بازتاب‌ها همه در یک راستا قرار نگرفته‌اند، رنگ‌ها اگرچه هنوز هم باشکوه هستند، اما از نظر زاویه تفاوت زیادی ندارند، بنابراین رنگین‌تاب نیستند.
[[پرونده:Pollia.jpg|بندانگشتی|شدیدترین آبی که در طبیعت شناخته شده‌است: توت مرمری (Pollia condensata)]]
'''سیم‌پیچ‌های مارپیچی'''، که از میکروفیبریل‌های [[سلولز|سلولزی]] انباشته [[پیچوار]] شکل می‌گیرد، انعکاس براگ را در «توت‌های مرمری» ([[:en:Pollia_condensataتوت مرمری|Polliaتوت‌ condensataمرمری]])» گیاه [[آفریقا|آفریقایی]] ایجاد می‌کنند و در نتیجه شدیدترین رنگ آبی شناخته شده در طبیعت است. سطح توت دارای چهار لایه سلول با دیواره‌های ضخیم است که حاوی مارپیچ‌های سلولز شفاف با فاصله از یکدیگر است تا [[تداخل امواج|تداخل سازنده‌ای]] با نور آبی ایجاد کند. زیر این سلول‌ها یک لایه به ضخامت دو یا سه سلول وجود دارد که حاوی [[جوهر مازو|تانن‌های]] قهوه‌ای تیره است. توت مرمری رنگ قوی‌تری نسبت به بال‌های پروانه‌های [[پروانه مورفو|مورفو]] تولید می‌کند و یکی از اولین نمونه‌های رنگ‌آمیزی ساختاری است که از هر گیاه شناخته می‌شود. فیبرهای انباشته شده هر سلول ضخامت خاص خود را دارد و باعث می‌شود رنگ متفاوتی از همسایگان خود را منعکس کند و یک اثر پیکسلی یا [[نقطه‌چینی]] با آبی‌های مختلف و با نقطه‌های سبز، بنفش و قرمز درخشان ایجاد کند. الیاف هر سلول یا چپ‌دست یا راست‌دست هستند، بنابراین هر سلول به صورت دایره‌ای نوری را که در یک جهت یا جهت دیگر منعکس می‌کند قطبی می‌کند. توت مرمری اولین جاندار شناخته شده‌ای است که چنین قطبی شدن نور ([[:en:Circular_polarization|Circular polarization]]) را نشان می‌دهد، اما با این وجود عملکرد بصری ندارد، زیرا پرندگان بذرخوار که از این گونه گیاهان دیدن می‌کنند قادر به درک نور قطبی نیستند. ریزساختارهای مارپیچی در سوسک‌های [[سرگین‌چرخانان|سرگین‌غلتانان]] نیز یافت می‌شوند که در آنها رنگ‌های رنگین‌تاب تولید می‌کنند.
[[پرونده:Buttercup_petal_structural_and_pigment_coloration.svg|راست|بندانگشتی|358x358پیکسل|گلبرگ‌های آلاله از هر دو رنگدانه زرد و رنگ‌آمیزی ساختاری بهره می‌گیرند.]]
'''پرده نازک با بازتابنده منتشر'''، بر اساس دو لایه بالایی گلبرگ‌های آلاله. درخشندگی زرد از ترکیبی نادر در میان گیاهان از رنگدانه زرد و رنگ‌آمیزی ساختاری ناشی می‌شود. روپوست فوقانی بسیار صاف به‌عنوان یک پرده نازک بازتابنده و رنگین‌تاب عمل می‌کند. برای نمونه در [[آلاله چمنزار|آلاله چمن‌زار]]، ضخامت لایه ۲٫۷ میکرومتر است. سلول‌های نشاسته‌ای غیرمعمول انتشاردهنده ولی بازتابنده قوی ایجاد می‌کنند و درخشندگی گل را افزایش می‌دهند. گلبرگ‌های منحنی یک ظرف سهمی‌گون تشکیل می‌دهند که گرمای خورشید را به قسمت‌های تولیدمثل در مرکز گل هدایت می‌کند و آن را تا چند درجه سانتی‌گراد بالاتر از دمای محیط نگه می‌دارد.