Forskare i Australien har snubblat över ett ovanligt sätt att observera färger som tidigare gått obemärkt förbi.

För att skapa effekten, forskare fäste en mycket tunn film av ett material till ett annat, större prov. Det elektriska fältet (en osynlig kraft som skapas av attraktion och avstötning av elektriska laddningar) är mycket starkt där de två materialen är sammankopplade.

I kombination med "optisk interferens" (samverkan mellan olika ljusvågor), en spridningsprocess sker från materialets yta, skapar ljusa färger när de ses under olika ljusförhållanden.

Resultaten, som har publicerats i tidskriften Avancerat optiskt material , har utökat vår förståelse av ljusets beteende och egenskaper, och kan också ha praktiska tillämpningar inom avkänningsteknik och säkerhetsanordningar.

Hur ser vi färg?

De flesta material i världen omkring oss har en viss färg eftersom de bara absorberar en del av solspektrumet. Till exempel, löv på ett träd ser gröna ut för oss eftersom de absorberar rött och blått ljus.

Dock, vissa föremål, djur och material skapar färg på ett annat sätt, på grund av de egenskaper de innehåller. Dessa är kända som strukturella färger.

Strukturella färger skapas vanligtvis genom diffraktion, vilket händer när ljusstrålar stör varandra när de reflekteras från ytor. Regnbågar och färgglada oljefläckar ovanpå vatten är exempel på strukturell färg, och effekten är också ansvarig för de fantastiska livfulla nyanserna av påfågelfjädrar och fjärilsvingar.

Nu finns det ett nytt sätt

Även om dessa fenomen är väletablerade, en oväntad ny mekanism för att skapa liknande effekter har upptäckts.

Effekten är ett exempel på strukturell färgbildning på grund av frekvensselektiv spridning av ljus, där styrkan på det elektriska fältet och vilken typ av material som används är en nyckelfaktor.

Dr. Eser Akinoglu från ARC Center of Excellence in Exciton Science använde ett ljusmikroskop för att observera guldnanopartiklar när han oväntat märkte att hela provet skapade en levande färg som var synlig för blotta ögat från alla håll.

Eser bad om hjälp från kollegor vid University of Melbourne, CSIRO, South China Normal University och University of Bayreuth för att förklara mysteriet.

För att förstå det ordentligt, de skapade tunna filmer som kunde sprida ljus och samtidigt skapa diffraktion eller interferens. Systemet tillverkades med kiselnitridbeläggningar på större metalliska aluminiumprover.

Olika färger var synliga genom att ändra ljusförhållandena. Under normalt ljus, proverna såg ut som en spegel, reflekterar tillbaka nästan allt synligt ljus. Men att släcka takbelysningen och använda endast en ljusstråle för att belysa provet ger levande, iriserande färger.

Förklara hur man enkelt kan observera detta fenomen, Eser sa:"Om du använder en ficklampa, i ett mörkt rum, för att belysa provet, den reflekterade ljusstrålen går bort från dig till andra sidan av rummet.

"Det reflekterade ljuset når aldrig dina ögon, endast det spridda ljuset kan nå dina ögon. När rumsbelysningen är tänd, ljus kommer från överallt till provet och därför kommer du alltid att se reflekterat ljus färdas in i dina ögon.

"Effekten är en tidigare helt okänd nyfikenhet som resulterar i att vi ser färg. Det är i grunden något annat."