Перламутровые "драгоценные камушки": что делает аммолиты такими яркими

Аммолит – драгоценный камень, выделяющийся на фоне других драгоценных камней, поскольку создан на основе тканей когда-то живших животных. Эти редкие окаменелые раковины аммонитов, цвет которых может варьироваться от приглушенного до ослепительно яркого, сочетающего в себе оттенки зеленого, синего, оранжевого и желтого. Теперь ученые наконец-то выяснили, что на самом деле делает их такими причудливыми, пишет IFLScience.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Новое исследование под руководством Хироаки Имаи из Университета Кэйо в Иокогаме, Япония, стало первым экспериментальным исследованием ярких цветов, заключенных в драгоценных камнях аммолитах. Известно, что они находятся в слоях сохранившегося перламутра, который также встречается у современных животных, например, морских ушек.

Сам перламутр состоит из арагонита – разновидности минерала, образующего слоистые пластины с небольшим количеством органического материала. Впрочем, не все аммолиты, содержащие перламутр, выглядят одинаково. Так что же отличает самые яркие цвета?

Чтобы выяснить это, ученые использовали электронную микроскопию и моделирование. Это позволило подробно изучить структурные и оптические свойства ярких образцов аммолит, добытых в Альберте, Канада. Далее ученые сравнили свойства ярко окрашенных драгоценных камней со свойствами более бледных образцов аммолита, собранных на Мадагаскаре, а также раковин морских ушек и наутилусов.

Изучив спектр образцов, ученые заметили, что все они имели сложенные друг на друга пластины арагонита, однако различия заключались в толщине этих пластин и промежутках между ними. Похоже, что идеальным местом для действительно яркого аммолита является перламутр, состоящий из пластин арагонита одинаковой толщины с равномерными зазорами шириной 4 нанометра между ними.

Авторы исследования считают, что эти заполненные воздухом промежутки имеют решающее значение для получения структурных цветов, поскольку они влияют на взаимодействие света со слоисты перламутров. Световые волны отражаются от каждого слоя внутри структуры, и когда эти отраженные волны накладываются друг на друга, они могут усиливать или ослаблять друг друга. Отметим, что это явление известно как интерференция. Специфический способ объединения этих волн создает интерференционный сигнал, определяющий цвет, который мы видим.

Когда промежутки между арагонитом становятся меньше, отражательная способность уменьшается, позволяя свету проникать глубже в слои и отражаться многократно. По сути, чем больше слоев способствует интерференции, тем уже становится результирующий интерференционный сигнал, создавая ослепительно яркое зрелище.

С другой стороны, ученые обнаружили, чем менее однородны слои арагонита, а промежутки шире, или вовсе отсутствуют, тем более бледным является образец. Возможно также, что на яркость влияет и введение других органических материалов между пластинами арагонита.

Авторы также считают, что их открытие может вдохновить на создание новых оптических устройств или даже невыцветающих цветных красок.