Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ hai, 30/07/2007 23:42 (GMT+7)

Màu sắc ở lông công và tinh thể photonic

Từ năm 1730 Newton đã nhận xét màu sắc rực rỡ lấp lánh của lông công là do giao thoa quang học. Nhưng thật cụ thể là thế nào mãi đến mấy năm đầu thế kỷ XXI mới có lời giải đáp tường tận. Đó là nhờ các phương tiện quan sát, phân tích hiện đại như kính hiển vi điện tử quét, kính hiển vi điện tử truyền qua cộng với những hiểu biết mới về tinh thể photonic.

1. Cấu trúc đặc biệt của lông công

Vẻ đẹp đặc biệt của lông công chắc không phải do những chất màu gì đặc biệt mà là do cấu trúc tinh vi ở bên trong lông công. Ta thử xem các nhà khoa học đã tìm hiểu tỉ mỉ như thế nào.

Nhìn bằng mắt thường và hiển vi quang học ta thấy rõ giữa là cuống lông và rất nhiều lông con kết dính lại với nhau toả ra hai bên cuống. Màu sắc chủ yếu là ở các lông con này nên người ta đã dùng hiểu vi điện tử quét, với độ phóng đại lớn quan sát kỹ các lông con, thấy được mỗi lông con gồm nhiều đoạn nhỏ, mỗi đoạn kích thước cỡ 20 – 30 µm, hơi cong hình yên ngựa. Để thấy cấu trúc tinh vi hơn bên trong từng đoạn như vậy, người ta cắt một lát thật mỏng theo tiết diện ngang. Nhìn bằng hiển vi điện tử truyền qua lát cắt thật mỏng đó, thấy có nhiều hình như lưỡi liềm nằm hai bên đường gân nổi. Phóng đại to hơn nữa, thấy rõ ngay gần bề mặt có rất nhiều hạt, tiết diện hình tròn xếp gần khít nhau tạo thành những lớp gần như song song với mặt ngoài. Xem xét, đo đạc lỹ hơn ứng với từng màu thấy ở lông con màu xanh, tiết diện hình tròn có đường kính 130nm, cỡ 8 – 12 lớp, khoảng cách giữa hai lớp là 150 nm. Trong lúc đó ở lông con màu vàng, tiết diện hình tròn có đường kính 140 nm, có 3 – 6 lớp, khoảng cách giữa các lớp là 190 nm. Đối với các lông màu khác các kích thước, khoảng cách …. đều có khác nhau chút ít như vậy.

Nếu làm một lát cắt mỏng theo chiều dọc của đoạn lông trên, ta lại thấy có các tiết diện hạt dài, kích thước cỡ micromet nằm gần song song nhau nhưng không thật trật tự. Phối hợp phân tích các ảnh phóng đại lát cắt ngang, lát cắt dọc, có thể kết luận rằng ở sát bề mặt các lông con có các hạt nhỏ hình que, sắp xếp khác có trật tự theo kiểu các nguyên tử, phân tử sắp xếp trong tinh thể. Người ta gọi đây là tinh thể photonic. Phân tích thì thấy các hạt hình que tạo thành tinh thể photonic ở đây có cấu tạo từ chất melanin là chất có màu nâu đen.

Màu sắc của tinh thể photonic phụ thuộc vào khoảng cách, kích thước giữa các hạt tạo thành tinh thể photonic là chính. Có thể xem khi ánh sáng trắng chiếu đến lông chim công tức là chiếu đến các tinh thể photonic ở gần bề mặt của lông. Mỗi hạt (hình que) trở thành một trung tâm tán xạ ánh sáng. Vì các hạt sắp xếp có trật tự nên tương tự như ở phản xạ Bragg (trong nhiễu xạ tia X) chỉ có một số bước sóng thoả mãn điều kiện phản xạ, do đó ta thấy màu sắc lấp lánh. Tính toán kỹ thì phải dựa vào lý thuyết về truyền sóng ánh sáng (photon) trong tinh thể photonic tương tự như lý thuyết về truyền sóng electron (điện tử) trong tinh thể thực.

Các nhà khoa học kiểm nghiệm đối với trường hợp lông công, kết quả rất đúng giữa lý thuyết và thực nghiệm.

2. Màu sắc cấu trúc và ứng dụng

Như vậy ta thấy màu sắc trong tự nhiên về nguyên tắc có thể phân ra hai kiểu tạo màu.

- Thông thường nhất là kiểu tạo màu do sắc tố. Thí dụ ta thấy lá cây màu xanh lục, đó là vì ở lá cây có chất diệp lục diệp tố, ánh sáng trắng chiếu đến, chất này hấp thụ hầu hết các bước sóng, chỉ ánh sáng có bước sóng màu xanh lục mới phản xạ. Vậy cơ chế tạo màu ở đây là cơ chế hấp thụ chọn lọc.

Đặc biệt hơn là kiểu tạo màu do cấu trúc. Thí dụ màu sắc ở lông công chủ yếu là do cấu trúc tuần hoàn của những hạt melanin hình que tạo thành tinh thể photonic. Ánh sáng trắng chiếu vào, tinh thể photonic chọn lọc cho phản xạ mạnh một bước sóng nhất định, nhờ đó lông công có màu sắc rực rỡ, lónh lánh. Việc chọn lọc cho phản xạ mạnh màu nào, tức là bước sóng nào, chủ yếu là do các thông số của tinh thể photonic (chu kỳ, khoảng cách giữa các hạt…). Màu sắc đặc biệt ở cánh bướm, ở một số loài rầy, ở loại cá… cũng là màu sắc do cấu trúc tạo nên.

Vì vậy để tạo màu không nhất thiết phải dùng phẩm màu theo kiểu sắc tố mà có thể tạo màu theo kiểu cấu trúc. Tuy nhiên để tạo màu cấu trúc phải tạo ra được cấu trúc tuần hoàn rất tinh vi vào cỡ nanomet, tức là phải vận dụng công nghệ nanô.

Hiện nay bắt đầu ứng dụng kiểu tạo màu cấu trúc cho các sợt dệt, từ đó làm ra quần áo, màu sắc lấp lánh rất thời trang. Đã có những kế hoạch dùng cách tạo màu cấu trúc để làm mỹ phẩm như son, phấn, lông mi giả, trang sức…. cực đẹp nhưng hoàn toàn không độc hại khi tiếp xúc với da. Còn trong kỹ thuật quang điện tử hiện đại, bắt chước cách tạo màu cấu trúc người ta làm các bộ lọc ánh sáng rất tinh vi. Có khi người ta phải dùng sản phẩm của tự nhiên như cánh ve, cánh bướm để làm khuôn tạo ra tinh thể photonic vì thiên nhiên tạo ra các tinh thể photonic này tinh vi khéo léo hơn nhiều so với con người.

Xem Thêm

Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

Công bố Quyết định của Bộ Chính trị về công tác tổ chức và cán bộ
Sáng 1/4, tại Hà Nội, Bộ Chính trị tổ chức hội nghị công bố Quyết định của Bộ Chính trị về công tác tổ chức và cán bộ đối với 5 cơ quan. Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính dự hội nghị. Đồng chí Trần Cẩm Tú, Ủy viên Bộ Chính trị, Thường trực Ban Bí thư trao các quyết định và phát biểu ý kiến chỉ đạo.
Tổng Bí thư Tô Lâm trao Huân chương Quân công hạng nhất và Huy hiệu Đảng tặng các đồng chí lãnh đạo, nguyên lãnh đạo
Chiều 30/3, tại trụ sở Trung ương Đảng, Tổng Bí thư Tô Lâm và các đồng chí lãnh đạo Đảng, Nhà nước đã dự lễ trao Huân chương Quân công hạng nhất và Huy hiệu Đảng tặng Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính và các đồng chí lãnh đạo, nguyên lãnh đạo Đảng, Nhà nước, Chính phủ.
Đổi mới công tác tư vấn, phản biện: “Chìa khóa” để phát huy vai trò của đội ngũ trí thức
Giới chuyên môn nhận định, chuyển đổi số và AI sẽ tạo bước đột phá cho công tác tư vấn, phản biện nhờ sự giao thoa giữa trí tuệ chuyên gia, sức mạnh dữ liệu cùng các công cụ phân tích hiện đại. Tuy nhiên, thực tế hoạt động tư vấn phản biện hiện chưa theo kịp yêu cầu, đòi hỏi cấp thiết phải làm chủ các nền tảng số và phương pháp phân tích hiện đại để thu hẹp khoảng cách giữa tiềm năng và thực tiễn.
Hội thảo khoa học quốc gia “Phát triển kinh tế tư nhân ở Hải Phòng trong kỷ nguyên vươn mình của đất nước”
Ngày 27/3/2026, tại Trường Đại học Hải Phòng đã diễn ra Hội thảo khoa học quốc gia với chủ đề: “Phát triển kinh tế tư nhân ở Hải Phòng trong kỷ nguyên vươn mình của đất nước”. Hội thảo do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật thành phố, Trường Đại học Hải Phòng, Đại học Phenikaa, Ban Quản lý Khu kinh tế Hải Phòng đồng tổ chức.
Phú Thọ: Hội nghị tuyên truyền pháp luật và kết quả bầu cử đại biểu Quốc hội khóa XVI và Hội đồng nhân dân các cấp
Ngày 28/3/2026, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Phú Thọ phối hợp với Hội Luật gia tỉnh tổ chức Hội nghị tuyên truyền pháp luật và kết quả bầu cử đại biểu Quốc hội khóa XVI và Hội đồng nhân dân các cấp nhiệm kỳ 2026 - 2031.
Đắk Lắk: Ths. Đoàn Văn Thanh và Ths. Lê Văn Dần được bầu giữ chức Phó Chủ tịch Liên hiệp Hội
Chiều ngày 26/3/ 2026, tại Hội trường cơ quan, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh (Liên hiệp Hội) Đắk Lắk đã tổ chức Hội nghị Ban Chấp hành (mở rộng) với ba nội dung: Thực hiện quy trình công tác cán bộ; Sơ kết công tác quý I, triển khai nhiệm vụ công tác quý II và Trao quyết định công nhận tổ chức thành viên mới.
Gia Lai: Đánh giá kết quả bước đầu thực hiện Dự án Sa nhân tím
Ngày 25/3/2026, xã Bình Phú, tỉnh Gia Lai, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Gia Lai phối hợp với các đơn vị liên quan tổ chức Hội nghị sơ kết giữa kỳ Dự án “Hỗ trợ phát triển vùng nguyên liệu cây dược liệu sa nhân dưới tán rừng cho cộng đồng dân tộc thiểu số góp phần cải thiện sinh kế người dân, bảo tồn hệ sinh thái rừng, thích ứng biến đổi khí hậu tại xã Bình Phú, tỉnh Gia Lai”.
Hội Điều dưỡng Hải Phòng nâng cao chất lượng điều dưỡng, hướng tới sự hài lòng người bệnh
Ngày 25/3/2026, tại Bệnh viện Kiến An, Hội Điều dưỡng thành phố Hải Phòng tổ chức Đại hội Đại biểu lần thứ I, nhiệm kỳ 2026 - 2031. Đại hội đánh dấu bước chuyển quan trọng sau khi hợp nhất Hội Điều dưỡng Hải Phòng và Hội Điều dưỡng Hải Dương trước đây, tạo nền tảng thống nhất, đồng bộ trong phát triển công tác điều dưỡng trên địa bàn thành phố.
Đảng ủy VUSTA trang trọng tổ chức Lễ trao tặng Huy hiệu Đảng và Hội nghị Ban Chấp hành Đảng bộ (mở rộng)
Ngày 27/3, Đảng bộ Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) đã tổ chức Lễ trao tặng Huy hiệu Đảng đợt 03/02/2026 và Hội nghị Ban Chấp hành Đảng bộ (mở rộng). Sự kiện không chỉ là dịp ghi nhận những cống hiến của các đảng viên lão thành mà còn là diễn đàn quan trọng đánh giá kết quả công tác Quý I, nhiệm vụ trọng tâm Quý II/2026 của Đảng bộ Liên hiệp Hội Việt Nam.
VUSTA kỷ niệm 43 năm Ngày thành lập, đánh dấu một hành trình kiến tạo và cống hiến bền bỉ
Chiều ngày 26/3, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã long trọng tổ chức Lễ kỷ niệm và chuỗi các hoạt động đặc biệt chào mừng kỷ niệm 43 năm Ngày thành lập (26/3/1983 - 26/3/2026). Sự kiện là dấu mốc ý nghĩa ghi dấu hành trình hơn bốn thập kỷ kiến tạo và cống hiến của VUSTA – ngôi nhà chung của đội ngũ trí thức KH&CN Việt Nam.