【#微流控# 拥抱结构色：中国科学家通过结构色彩打印法研发微流控新技术】

从金龟子鞘翅到孔雀羽毛，结构色彩广泛存在于各种生物中，历经大自然千万年进化。微流控，能在比头发还细的管道中精确操控流体，累积人类千百年的科技进步。微流控拥抱结构色，中国学者研发的新技术让梦想照进现实。

“池塘边的榕树上，知了在声声叫着夏天；操场边的秋千上，只有蝴蝶停在上面”。教室里的小男孩在无聊的掰着塑料尺——尺子掰弯的地方出现了白色细纹，这是高分子应力微裂现象，生活中使用塑料制品时随处可见。通常，微裂所产生的细小纤维尺寸不规则，因漫反射在受力局部视觉发白。

然而，高分子微裂只能发白么？科学家的近期研究给出了更多可能——#京都大学# Pureosity 团队在 2019 年探索出一个新的理论和方法“规整微纤维（Organized microfibrillation，OM）”，将传统的应力发白拓展为应力色彩。团队中负责技术研发的中国成员秦德韬博士说，OM 方法通过光学干涉来控制微纤维形成过程，让微纤维层与致密层周期性交替排列，每层微纤维大小基本一致，多层堆叠之后，对特定波长光线反射时形成相长干涉，从而产生结构色彩效应。相关研究成果发表在该年 Nature 正刊上（秦德韬为第三作者）[1]。

在秦德韬的眼里，OM 是极具特色的一项研究，能将科学和艺术完美融合。以光为笔，以薄膜为画布，梵高的《星空》、维米尔的《戴珍珠耳环的少女》、达芬奇的《蒙娜丽莎》, 这些世界名画通过 OM 方法在毫厘之间便可完成绘制（图 1）。并且，作为一项无墨色彩打印方法，OM 能取得超高分辨率（每英寸 14000 点），达到普通打印机的十倍以上。

科学和艺术是外延，OM 方法的内涵则是对自然的深入思考与不断探索：OM 结构色与自然生物中一些结构色存在微观相似性。与色素色（通过化学物质吸收某种光波而反射其他光波所形成的颜色）不同的是，结构色源于微尺度物理结构对光的干涉效应。孔雀的羽毛、甲虫的鞘翅、闪蝶的翅膀、霓虹灯鱼的横纹，将这些绚烂的色彩放在显微镜下观察，会发现它们色彩形成的共同特征——微小结构的周期性排列及其光学干涉效应。其中，甲虫鞘翅与 OM 结构最为近似：二者都是致密层和疏松层交替排列堆叠，并且疏松层（即 OM 的微纤维层）中含有气孔。更有意思的是，很多自然结构色可以随着环境的变化而产生改变。当湿度发生变化时，水能进入某些甲虫的鞘翅，将空气挤出，改变疏松层的折射系数，也让甲虫的结构色发生相应的变化（例如，由金色变为红色）。

这一自然现象激发秦德韬去思考更为深层次的问题，能否采用 OM 结构中的微孔来接纳液体，更进一步，伴随颜色变化能否对流体进行同步微观控制？抓住此灵感，秦德韬便专注于 OM 微流控新技术的研发，并在自然现象基础上取得进一步的科技成就：OM 微通道可以精确控制流体的方向，这突破了水在甲虫鞘翅内的不定向扩散的局限性，实现了微流控拥抱结构色。相关论文近期发表在 Nature Communications 上，论文阐述了 OM 微流控技术作为一个崭新平台的独特功能和应用潜力，并被评为 Editor’s Higlight[2]。

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我又看到 晚星
几千万光年外的每一道光
历经千百年，不顾一切跋涉而来
又有多少被挡在九霄云外

终于
终于到达的也不能高兴太早
那沮丧弥漫成的黑夜
——你该没有忘记

九死一生才逃出的那次路遇——

是吞没一切的黑洞
还是在梦里也会没过头顶的冰水
或是啃噬一切的毒虫
……
我只是又看到
晚星
被无际的黑色沮丧淹没
好像一切的
一切都没有用

#在人间[超话]#

人的思量千千万，有媲极致绚烂之烟花，眩晕当场，了后空空无物。
奈何梦境真切，梦中人历经另一维度荒诞奇妙。人生如梦，虚虚实实，空空有有，变化无端，九曲波折。

妄想须触破，自我识得，心生正念，行正道。
开花结果，而非虚妄的累积的沙石城堡，空中楼阁，终成泡影。

莫执莫贪，有时自有，毋需挂碍，自然之道尔尔。




#十五食素#