Tabiatta neden “yapısal kırmızı” renklerin bulunmadığına dair gizem çözüldü

Tabiatta neden “yapısal kırmızı” renklerin bulunmadığına dair gizem çözüldü

Mor, yeşil, mavi – fotonik camlar çok sayıda renk oluşturabiliyor. Ancak bu renklerin arasında kırmızı yok; kırmızı insan yapımı ve doğal mikro-yapılarda gizemli bir şekilde yok. Yakın zamanda, ABD ve Güney Kore’deki araştırmacılar bu gizemi çözdü ve bilgisayar görüntüleme endüstrisinde uygulamalara sahip olabilecek, kayıp rengi üreten bir yöntem oluşturdu.

Çok sayıda renk, pigmentleşmenin bir sonucudur – kimyasal maddeler ışığın belli dalga boylarını soğurur, geri kalan ve yansıyan dalga boyları gördüğümüz rengi oluşturur. Ancak ışık ışınları mikro-yapılardan saçıldığı zaman da ortaya çıkabilir, belli dalga boylarında bir biri ile yapıcı bir ilişkide bulunurlar.

Bu tür yapısal renklenme pırıltılı, yanar-döner nesneler, örneğin opal, tavus kuşu tüylerinde görülür, bu renkler nesnenin görüntülendiği açıya bağlı olarak değişir. Ancak, yapısal renklenme görüntüleme açısından bağımsız olarak oluşabilir. Bunu yapan mikro-yapılar fotonik camlar olarak bilinir ve Passerina cyanea isimli Amerikan kuşunun koyu lacivert renginin arkasındaki nedeni oluşturur.

Bir fotonik cam tarafından üretilen kesin renk saçılma elementlerinin ayrılmasıyla belirlenir, böylelikle daha küçük bir ayrılma ile daha mavi, daha büyük bir ayrılma ile de daha kırmızı bir renk oluşur.

Bu temelde, Harvard Üniversitesi’nde (Massachusetts) fizikçi Vinothan Manoharan ve arkadaşları tam kırmızı bir fotonik cam oluşturmaya girişti. Ancak deneme başarısız oldu ve hayal kırıklığı ile sonuçlandı: Sadece mor bir cam oluşmuştu. Kesinlikle, ürettikleri fotonik cam – mikroskopik kürelerin süspansiyonundan oluşmuştur – kırmızı rengi kirleten, inatçı bir mavi bileşen içeriyordu. Manoharan, şöyle diyor: “mavi pikin olması örneklerin morumsu veya pembe görünmesine yol açıyor, ama kırmızı olmuyorlar”.

Gerçekten de, tabiatta tam olarak kırmızı renkli bir fotonik cam örneği yok – yalnızca mavi, yeşil ve mor renkler mevcut. Saçılma teorisini kullanarak, Manoharan grubu basit bir model oluşturdu ve kirletici mavi bileşeni açıklamaya çalıştı. Bu model, mikroskopik elementlerle etkileşen geri saçılma ışığından gelen ekstra bileşeni göstermiş oldular. Elementler katı olmayıp boşluklu ise, model böyle gösteriyor, bu geri saçılma baskılanacaktır ve tam kırmızı bir fotonik cam üretilebilir.

Fizikçi Shinya Yoshioka (Osaka Üniversitesi, Japonya), fotonik camlarda ilave bir daha küçük dalga boylu bileşeni gördüğünü itiraf ediyor ve saf kırmızıyı oluşturmanın zor olduğunu anlatıyor. Şöyle diyor: “Bulgularının önemli olduğunu düşünüyorum, çünkü bilim adamlarının ilave pikin varlığına dikkat etmesini ve renk üzerine etkisini görmelerini sağlayacak”.

Grubunun kırmızı fotonik camlar üzerine bir formülü olduğuna göre, Manoharan uzun vadede elektronik kâğıt bilgisayar görüntülerinde uygulama alanı bulabileceğini düşünüyor. E-kitap okuyucu cihaz üreticileri siyah ve beyaz yansımalı görüntülerde çok başarılı olduğu kesin; ancak hiç biri tam renkli bir sürüm oluşturabilmiş değil. Ancak Manoharan, Kore Elektronik Teknoloji Enstitüsü ile kırmızı fotonik cam geliştirmekte olup kabaca beş yıllık süre içinde kısa dönem uygulama olarak boyalarda ve kaplamalarda kullanılacaktır.

Kaynaklar
S Magkiriadou et al, Phys. Rev. E, 2014, 90, 062302 (DOI: 10.1103/PhysRevE.90.062302)
http://www.rsc.org/chemistryworld/2015/01/mystery-why-structural-red-colour-not-found-nature-solved-e-reader

Kategoriler

+ Yorum bulunmuyor

Yorum yap