Оказывается, настоящие красители Природа использует довольно редко. Чаще она манипулирует материалом, заставляя его играть разными красками. Поразительные переливчатые крылья бабочек и перья птиц — это результат особого устройства их поверхности. Они покрыты тончайшими слоями белков кератина (того самого, из которого сделаны наши волосы), которые чередуются со слоями воздуха. Сами по себе белки бесцветны, а их слои настолько тонкие, что прозрачны. Но солнечный свет так хитро отражается от разных слоев, что в результате на перьях и крыльях появляется насыщенный цвет, красный или синий, а то и радужные переливы. Нечто подобные мы видели в случае мыльных пузырей, но там эта красота нестабильна и преходяща, а слоистые структуры на поверхности крыльев и перьев переживают их обладателей. Эти структуры устроены по-разному, они могут быть сплошными или ажурными, с ячейками и перепонками, а бывает, что они сложены из чешуек по принципу черепицы. И во всех случаях мы будем видеть разные оттенки цвета, а поверхность будет матовой или глянцевой.
Природа не так часто использует разноцветные вещества, чтобы разукрасить птиц и бабочек. Для них у неё есть другой секрет — особая микроструктура поверхности перьев и крыльев, которая хитро отражает свет
Если мы научимся делать мельчайший повторяющийся узор на поверхности синтетических волокон, то они будут переливаться всеми цветами радуги без всяких красителей, как оперение этой прекрасной птицы.
Природа — волшебный художник. Она не только раскрашивает цветы и животных, но ещё и наделяет последних способностью менять окраску в зависимости от настроения и обстоятельств. Именно так переливается всеми цветами радуги хамелеон и его хвост
Вот так упорядоченные структуры могут порождать цвет. Поэтому ученые называют такую окраску структурной. И никакие красители не нужны. Впрочем, справедливости ради, надо сказать, что Природа использует три варианта окраски: только структурную, о которой мы только что говорили, только пигментную, как у бабочки лимонницы, и структурную в сочетании с пигментной. Именно этим способом окрашены крылья знаменитой бабочки Морфо. Чешуйчатая структура делает их яркого синего цвета, а небольшая добавка желтого пигмента прибавляет к синему зеленые переливы.
Вот вам и подсказка. Если мы научимся на поверхности синтетических волокон делать мельчайший повторяющийся узор, то мы получим волокна, которые будут переливаться всеми цветами радуги безо всяких красителей. И, разумеется, выцветать они не будут. Сегодня исследователи уже предлагают так называемые микрократерные волокна, поверхность которых испещрена ямками ничтожного размера. Они хорошо рассеивают падающий свет, углубляя окраску. Кстати, этим принципом пользуются многие насекомые черного цвета.
«Широко простирает химия руки свои». И трудно уже определить те границы, где кончается физики и биология и начинается химия. А мы и не будем их определять. Зачем? Для нас важно, что химия — это вещество. Значит, химия везде. Если вещество оказывается на своем месте, то мы получаем красоту и пользу, если не на своем — то грязь и вред. Управляться с веществами могут только химики, поэтому эта профессия всегда будет важна и нужна.
А вообще-то, все мы немного химики и вы в том числе. Почему? Во-первых, мы — порождения Природы, маленькие копии большого Создателя, которым даны все возможности и полномочия исследовать, думать и творить. А во-вторых, присмотритесь к тому, что вы делаете каждый день. Каждый день вы проводите простейшие манипуляции с веществом, когда, например, кладете ложку сахара в чай и размешиваете. Или когда зажигаете газ в плите, запуская реакцию горения. Или когда прижигаете ранку перекисью водорода, чтобы убить микробов реакцией окисления. А уж ваша бабушка и мама и вовсе законченные химики. Сколько химических реакций они проводят каждый день в кастрюлях и на сковородках, в раковине, когда моют посуду, за туалетным столиком, когда ухаживают за своими волосами и ногтями.