利用一部臺(tái)式激光器，美國(guó)羅切斯特大學(xué)科學(xué)家將純金屬鋁變成了表面呈金色、藍(lán)色、灰色以及其他多種顏色的彩色鋁，而且這種工藝在其他用于實(shí)驗(yàn)的，包括鉑、鈦、鎢、銀和金在內(nèi)的金屬身上也獲得了成功。 x_X%| f
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羅切斯特大學(xué)光學(xué)研究所的光學(xué)副教授郭春雷（音譯）和其助手安那托里•沃偌別夫利用超短高強(qiáng)激光脈沖處理金屬，導(dǎo)致金屬表面發(fā)生變化，形成了呈單色或彩色的納米微結(jié)構(gòu)。除金屬表面顏色發(fā)生變化外，郭春雷表示，激光處理過(guò)程還改變了原金屬固有的表面特性。此外，金屬表面新形成的納米微結(jié)構(gòu)將不會(huì)褪色或脫落。 p+ki1! Ed
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2006年底，郭春雷和他的研究小組曾用激光束處理金屬鋁，在金屬表面創(chuàng)造出能夠吸收幾乎所有光線的納米結(jié)構(gòu)，可讓普通鋁塊變成至今所創(chuàng)造出來(lái)最暗的材料之一。這種黑色金屬具有相當(dāng)高的吸收特性，對(duì)于多種想要捕捉光線的應(yīng)用都十分理想。潛在的應(yīng)用范圍包括從制造更好的太陽(yáng)能收集器到更先進(jìn)的隱身技術(shù)。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究，他們現(xiàn)在成功地讓多種金屬材料的表面呈現(xiàn)出了多種顏色。 Ub"6OT1tl
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在2月1日的《應(yīng)用物理學(xué)雜志》（Journal of Applied Physics）上發(fā)表的一篇論文中，郭教授將同樣的工藝技術(shù)做了進(jìn)一步的拓展。他稱(chēng)，有可能通過(guò)改變?nèi)魏谓饘俚奶匦�，把它們轉(zhuǎn)變成任何顏色——甚至能像蝴蝶的翅膀一樣，具有七彩顏色。
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“自從黑色金屬的探索之后，我們已決心要獲得完全的控制，讓金屬反射特定顏色，并將其他顏色吸收掉，而現(xiàn)在我們終于能夠讓金屬反射出幾乎是我們想要的任何顏色�！惫淌谡f(shuō)，“當(dāng)我們首次發(fā)現(xiàn)這種工藝能產(chǎn)生出金色時(shí)，我們簡(jiǎn)直不敢相信。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里一直工作到午夜，試圖弄清我們還能夠造出什么顏色。” Ig.9:v `
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此次，金屬上色研究是繼黑色金屬發(fā)現(xiàn)之后的后續(xù)研究，研究人員利用一種極其短暫且強(qiáng)烈的激光脈沖改變了金屬的表面，從而形成納米級(jí)微結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)能選擇性地反射某種顏色以顯現(xiàn)特定顏色或其他顏色的組合。研究人員使用的超短、超強(qiáng)光由一部飛秒激光器產(chǎn)生，激光脈沖只有千兆分之幾秒。如果1飛秒等同1秒，那么原先的1秒就約為3200萬(wàn)年。在它短暫地爆發(fā)期間，激光釋放出相當(dāng)于整個(gè)北美電力網(wǎng)的能量，這些能力全都聚焦在針尖兒般大小的點(diǎn)上。 `P(Otr[6
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研究表明，這種強(qiáng)烈轟擊可以迫使金屬表面形成諸如洼坑、小珠狀和細(xì)線狀等納米結(jié)構(gòu)，以哪一種方式回應(yīng)入射光，則要看激光雕塑結(jié)構(gòu)的方式。由于這些結(jié)構(gòu)小于可見(jiàn)光波長(zhǎng)，因此它們反射光線的方式高度依賴(lài)于納米結(jié)構(gòu)特殊的尺寸與形狀。改變激光強(qiáng)度、脈沖長(zhǎng)度與脈沖數(shù)量，研究人員就能控制納米結(jié)構(gòu)的配置，從而控制金屬所能反射的顏色。 x5Z(_hU
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此外，研究小組還通過(guò)在金屬表面產(chǎn)生有規(guī)律的微細(xì)線條，致使不同波長(zhǎng)的反射光線在不同的方向上發(fā)生不同的干涉現(xiàn)象，獲得了彩虹般的鮮艷顏色。結(jié)果，一塊金屬可在一個(gè)方向呈現(xiàn)紫色，在另一個(gè)方向呈現(xiàn)灰色，或者同時(shí)呈現(xiàn)多種顏色。 n[`KhRN
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據(jù)悉，目前研究人員處理面積如同1枚10美分硬幣大小的金屬表面需要30分鐘或更長(zhǎng)的時(shí)間。不過(guò)，他們正在努力完善自己的激光處理技術(shù)。幸運(yùn)的是，雖然產(chǎn)生的激光強(qiáng)度令人難以置信，但飛秒激光器只需用墻壁上的普通電源插座就能驅(qū)動(dòng)，這意味著一旦此工藝經(jīng)過(guò)改良，操作起來(lái)會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單。 /XeCJxo8
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這種新工藝也適用于研究人員測(cè)試過(guò)的每種金屬，而且結(jié)果非常一致。研究人員相信，該工藝應(yīng)對(duì)所有已知金屬都適用。郭教授及其團(tuán)隊(duì)目前正在研究對(duì)工藝進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)校，以便為完全上色的金屬創(chuàng)造出彩虹當(dāng)中的其余顏色，包括紅色與綠色。 ^! r<-J
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郭教授稱(chēng)，由于此項(xiàng)工藝不只是一種涂布，而是改變了金屬本身固有的表面特性，因此這種顏色永遠(yuǎn)不會(huì)褪色或脫落。他指出，這種七彩金屬的潛在用途可謂五花八門(mén)。如自行車(chē)制造廠商利用一部激光器就能夠生產(chǎn)出擁有不同顏色的自行車(chē)；人們將可以將一張全彩的全家福照片蝕刻到冰箱門(mén)上；或者用一枚以你未婚妻最喜歡的顏色訂做金戒指來(lái)求婚。
