◆本刊綜合

圖/Giulia Marthaler

說(shuō)到巧克力的顏色，除了巧克力色，就是單調(diào)的白色、黑色或者簡(jiǎn)單的彩色。如果醇香的巧克力與五彩斑斕的顏色碰到一起，會(huì)發(fā)生什么反應(yīng)呢？

最近，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員做出了一款酷炫的巧克力，它的表面自然顯現(xiàn)彩虹色彩，每一個(gè)看到它的人都不禁感嘆：“難道這就是彩虹的滋味嗎？”

更令人意想不到的是，整個(gè)制作過(guò)程不需要添加任何添加劑，并且在不同的角度觀察巧克力，顏色還會(huì)發(fā)生變化。

微觀結(jié)構(gòu)來(lái)“著色”

要使巧克力這種甜甜的食物表面顯現(xiàn)五彩斑斕的顏色，不僅僅需要想象力，更需要先進(jìn)的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

如果把彩虹色的巧克力放在顯微鏡下，你會(huì)看到它表面有很多微小的溝槽，由這種微結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)的顏色就是傳說(shuō)中的結(jié)構(gòu)色。它和我們平常見(jiàn)的“色素色”截然不同，不依賴色素或其他添加劑，僅憑微結(jié)構(gòu)對(duì)光的衍射和散射，就可以呈現(xiàn)絢麗的色彩，且不會(huì)隨時(shí)間的流逝而消失。

在不同的觀察角度下，結(jié)構(gòu)色的色澤會(huì)發(fā)生變化，這是為什么呢？

結(jié)構(gòu)色的表面存在若干規(guī)整排列的微細(xì)納米構(gòu)造。由于這些構(gòu)造本身的尺度是數(shù)十到數(shù)百納米，與可見(jiàn)光的波長(zhǎng)處于同一級(jí)別，因此當(dāng)光線入射到結(jié)構(gòu)色表面時(shí)，就會(huì)發(fā)生明顯的干涉現(xiàn)象。

所謂干涉，就是光線在物體表面發(fā)生反射時(shí)，發(fā)生的特定波長(zhǎng)的光加強(qiáng)或者減弱的現(xiàn)象。比如，某一瞬間，我們看到虹彩巧克力表面呈現(xiàn)藍(lán)色光澤，這就說(shuō)明此時(shí)得到干涉加強(qiáng)的光是藍(lán)色光。當(dāng)你轉(zhuǎn)換觀察角度，或者將這塊巧克力稍作旋轉(zhuǎn)（入射角發(fā)生細(xì)微變化），它可能就會(huì)呈現(xiàn)綠色光澤，此時(shí)得到加強(qiáng)的光就是綠色光。當(dāng)然，一般情況下，同一時(shí)刻巧克力表面會(huì)有不同波長(zhǎng)的光同時(shí)在若干區(qū)域得到加強(qiáng)，于是呈現(xiàn)絢麗的虹彩。

目前，研究人員沒(méi)有公布虹彩巧克力具體的技術(shù)細(xì)節(jié)，但MEMS產(chǎn)品開發(fā)公司AMFitzgerald的創(chuàng)始人Alissa M.Fitzgerald根據(jù)經(jīng)驗(yàn)推測(cè)，為了制造這種巧克力，研究人員應(yīng)該是利用納米技術(shù)制造了一種巧克力模具，用電子束光刻技術(shù)在玻璃或硅片上蝕刻約100納米寬的線條，然后將熱巧克力放在模具里，加以冷卻凝固。

其實(shí)，結(jié)構(gòu)色并不是第一次出現(xiàn)在食物上，有時(shí)候我們?cè)谥笫斓呐Ｈ馍弦矔?huì)見(jiàn)到它。研究表明，牛肉上的“彩虹”是肌纖維微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的，是一種結(jié)構(gòu)色，與安全性無(wú)關(guān)。水煮牛肉及腌制牛肉的橫切面上肌纖維更加規(guī)則，虹彩也更明顯。

自然界中自帶結(jié)構(gòu)色的生物

自然界中自帶結(jié)構(gòu)色的“彩虹”也不少，比如變色龍、吉丁蟲、蝴蝶等。它們身上納米尺度的圖案以線條、鱗片或孔洞的形式呈現(xiàn)，雖然樣式不同，但都是通過(guò)微結(jié)構(gòu)對(duì)光的作用來(lái)達(dá)到虹彩效果。

自然界中的“色彩大師”——變色龍（圖/圖蟲創(chuàng)意）

吉丁蟲（Obsidian Soul攝）

霓虹脂鯉（Corpse89攝）

翠鳥（圖/圖蟲創(chuàng)意）

為工藝品增色

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員希望將他們?yōu)榍煽肆χ募夹g(shù)從實(shí)驗(yàn)室推廣到大眾市場(chǎng)。就像Fitzgerald所說(shuō)，虹彩巧克力只是納米著色的開始，納米技術(shù)和微制造技術(shù)與食物、織物、紙張和塑料等結(jié)合，將產(chǎn)生一些令人興奮的產(chǎn)品。

例如，日本一家叫Teijin Fiber的公司用結(jié)構(gòu)色方法制作了一種以虹彩的Morpho蝴蝶命名的織物“Morphotex”，并做成了連衣裙，在不同角度會(huì)看到不同的色彩。

去年，日本京都大學(xué)的研究人員還通過(guò)改變紙張的微結(jié)構(gòu)，未采用任何墨水和顏料，就仿制出了一幅《神奈川沖浪里》高清名畫。這幅特殊的畫分辨率是傳統(tǒng)噴墨打印的3倍，并且永不褪色。

用結(jié)構(gòu)色來(lái)“上色”的方法適用于食物、織物和藝術(shù)品，日用品借助結(jié)構(gòu)色的神手，也將光彩大增。

試一試：自制虹彩巧克力

制作虹彩巧克力關(guān)鍵在于給巧克力著上絢麗色彩，而色彩的秘訣在于它表面的納米級(jí)溝槽。雖然聽(tīng)起來(lái)高大上，但其實(shí)我們?cè)谏钪幸材茏龅?，只需要一片閃亮的全息虹彩魔術(shù)貼，就能解決納米溝槽問(wèn)題。

制作步驟：

1.找來(lái)貼有全息貼紙的玩具，將全息貼紙表面的保護(hù)膜剝離：用膠水把保護(hù)膜表面固定在玻璃板上，再用氫氧化鈉溶液將背面的膠層和鋁膜同時(shí)溶解，成功后將其作為轉(zhuǎn)印圖案模具。

2.將巧克力熔化在燒杯中，溫度約50℃。你可以根據(jù)自己的喜好調(diào)整顏色和口味，不過(guò)不推薦白巧克力和添加果仁。

3.等融化的巧克力漿冷卻到30℃左右，黏度接近于花生醬的黏度時(shí)，將巧克力漿鋪在模具表面，冷卻后小心地拿開模具，再將邊緣修一下。這樣，全息貼紙上的圖案轉(zhuǎn)印到巧克力表面，虹彩巧克力就做好啦！

溫馨提醒：同學(xué)們要在老師或家長(zhǎng)的陪同下制作，不要單獨(dú)行動(dòng)哦！