结构色，曾经是自然界中一种“神秘”的颜色。与普通颜料或染料不同，它的颜色不由化学成分决定，而是由物体内部的微观结构所决定。结构色通常出现在具有一定透明度的物体表面上，如蝴蝶的翅膀、昆虫的鳞甲、珍珠的光泽等等。它们的颜色常常色感鲜亮、明艳，并会随着光线的入射角度和观察者的位置而发生改变，显得难以预测和复制。
蓝色大闪蝶蝶翅复杂的脊状薄片结构。WU W, XIE H, LIAO G等. Linear Liquid Responses of Morpho Butterfly Structural Color：Experiment and Modeling[J/OL]. Wuhan University journal of natural sciences, 2016, 21(6): 473-481. DOI:10.1007/s11859-016-1199-9.生活在南美洲的蓝色大闪蝶（Morpho Didius），也许是大家最耳熟能详的结构色代表。它的翅膀表面呈现出强烈、明亮、极致的蓝色，令人印象深刻。蓝色大闪蝶的翅膀覆盖着薄薄的鳞片，这些鳞片并不含有蓝色色素，而是有着一系列像小树枝一样的平行脊线结构。当光线进入该结构时，一部分光会在“树枝”的上表面发生反射，另一部分光会进入并在下表面发生反射，结果发生了和薄膜干涉同理的干涉现象，从而显色。建筑涂料：建筑内外墙涂料、地坪涂料（溶剂型+水性+无溶剂）、防水涂料、腻子
防护涂料：工程机械涂料、船舶涂料、集装箱涂料、石油管道涂料、建筑钢结构涂料
以这样的原理来获得颜色，色感持久不易褪色，材料更加轻盈、环保。来自加州大学旧金山分校纳米科学技术中心的团队，以此为灵感发明了一种等离子体涂料，利用无色材料铝和氧化铝的纳米级结构排列，控制光的反射、散射或吸收方式来显色，将结构色薄片与粘合剂相结合，可以形成各种颜色的、更持久、更节能的涂料。
Pablo Cencillo-Abad et al, Ultralight plasmonic structural color paint, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adf7207点翠，是一种在金、银、铜、纸等基材表面装饰翠羽的一种传统工艺。选择翠羽为饰，看重之处在于羽毛特殊构造所产生的鲜亮色彩，以及不同光线下颜色的微妙质感。但从环保和爱护动物的角度出发，如今的点翠工艺多用鹅毛、纺织品、烧翠等工艺替代。近日，名古屋大学的科研团队也受鸟羽结构色的启发，在实验室中研发出了一种新型的人工色素。该团队使用“逐层”的方法构建了精细颗粒膜，重现了鸟类羽毛的微观海绵状纹理和黑色背衬颗粒。并通过芯的尺寸和层的厚度，控制最后的颜色。“我们仍有很多东西要从生物系统中学习，但如果我们能够理解并成功应用这些现象，一系列新的超材料将运用各种与光的相互作用实现色彩应用。”
Masanori Iwata et al. Bio-Inspired Bright Structurally Colored Colloidal Amorphous Array Enhanced by Controlling Thickness and Black Background, Advanced Materials (2017). DOI: 10.1002/adma.201605050
科学家与工程师们对结构色充满了好奇与期待，不仅是为了揭秘结构色的特殊呈色方式，更是因为结构色在产业中的应用前景。不同观察条件下，结构色会呈现出不同的颜色和图案。从感性的视角而言，富于变化、难以捉摸的结构色，会给人一种神秘而不可思议的感觉，仿佛这种颜色和图案源自某种隐藏的力量，让人能够窥探到大自然深处的奥秘。因此，结构色常常在设计中用于增加神秘感、科技感与未来感。
以激光全息结构色为灵感的Holographic风格平面设计，鲜明醒目的色彩对比、强烈的光影渐变，创造出新颖、迷幻的视觉体验。
Holographic风格产品包装设计，采用镭射印刷工艺实现。
波光粼粼的珠光质感，为方正简洁的建筑外观增添了诗意与趣味。通常珠光质地主要是采用覆盖有二氧化钛薄层的云母实现，利用光线的干涉效应呈色。通过改变二氧化钛薄层的厚度,可以获得不同色彩的珠光颜料。色感微妙的结构色，让服装色彩更加华丽、随性、变幻莫测。跟随着身体行走、摆动、光影的流转，色彩将呈现出自然流动的形态，增添极具动感的魅力与表现力。
渐变、珠光、镭射等肌理质感，在方寸之间为移动终端外观带来科技感与艺术感的结合。
为了实现这些色彩更加动态、丰富、复杂的结构色设计效果，需要IMT、NCVM等表面处理工艺的开发与实现。图片来源 ：https://atomica.com，https://www.gzlaser.com/。结构色，为色彩设计提供了富于创意的设计语言和视觉呈现方式，是设计师手中的魔法棒，也是工程师手中的“黑科技”。自然的深幽之美与人类的智慧之美，在这里交汇。
图文编辑 | 宋文雯 邱丽欣 祝诗扬
文章由清华大学《基于设计学科的色彩艺术与科学应用研究》（2021TSG08202）项目支持
