布里斯托大学研究揭示：蓝莓的蓝色来自果皮微型结构而非色素

布里斯托大学研究揭示：蓝莓的蓝色来自果皮微型结构而非色素

英国布里斯托大学的研究团队揭示了蓝莓呈现蓝色的奥秘。研究发现，蓝莓果皮的蜡质层中含有的微型结构能够散射蓝光与紫外线，从而形成我们所看到的蓝色。这一发现不仅解释了自然界中色彩形成的独特机制，还为开发新型可持续性涂料提供了新的思路。

英国布里斯托大学的研究人员发现，蓝莓蜡质表层中的微型结构让这种水果披上了“蓝色外衣”。这也适用于其他相同颜色的水果，包括西梅（欧洲李）、黑刺李与杜松子。

在近期发表于《科学进展》（Science Advances）的新研究中，研究人员解释了尽管蓝莓表皮内的色素是深红色，蓝莓看上去却是蓝色的原因。蓝色其实源自包裹水果的蜡质层结构，这层微型结构能散射蓝光与紫外线。因此，人类肉眼看到的是蓝色，而鸟类看的则是蓝紫色。蓝光-紫外线反射比例则是表层蜡质随机排列的晶体结构与光相互作用的结果。

罗克斯·米德尔顿（Rox Middleton）是布里斯托大学生物科学院的研究员，他解释说：“蓝莓的蓝色并不是从内‘挤压’出来的，因为水果汁液所包含的色素中并没有蓝色。所以我们知道这颜色一定有奇异之处。”

“所以，我们削下蜡层，让它在卡片上重新结晶，这样制造出了全新的蓝紫外线涂层。”

来源 论文
制备出的超薄着色涂层厚度只有两微米，尽管反射少了，但仍能看到蓝色，也能反射紫外线，从而为全新的着色方法开辟了新途径。

“这说明自然已经演化出一套非常巧妙的方法：重要的超薄显色涂层。”

大部分植物表面都包裹着一层薄薄的蜡质表层，功能多样，其中许多仍不为科学家所理解。但他们知道蜡层可作为非常有效的疏水、自主清洁涂层，但直到现在，他们才明白结构对于可见色的重要性。

如今，团队计划找到更简单的方法来重建涂层，并产生实际用途。这有可能最终制造出更可持续性、生物兼容、甚至可食用的紫外线与蓝光反射涂料。此外，这些涂料还能与保护植物的天然生物涂层一样，拥有多重功能。

罗克斯补充说：“我们一直种植享用的大众水果竟然有一套未知的显色机制，着实有趣。”

“更让人兴奋的是，我们甚至能用这种蜡复现出蓝色，制造出无人曾见过的蓝色涂层。”

“在人工材料中构建出自然蜡质的所有功能，这是我们的终极梦想！”

论文信息
【题目】Self-assembled, Disordered Structural Colour from Fruit Wax Bloom
【作者】ROX MIDDLETON, SVERRE AARSETH TUNSTAD, ANDRE KNAP , SANDRA WINTERS, SUSAN MCCALLUM, AND HEATHER WHITNEY
【时间】2024 年 2 月 7 日
【期刊】Science Advances
【DOI】10.1126/sciadv.adk4219
【摘要】Many visually guided frugivores have eyes highly adapted for blue sensitivity, which makes it perhaps surprising that blue pigmented fruits are not more common. However, some fruits are blue even though they do not contain blue pigments. We investigate dark pigmented fruits with wax blooms, like blueberries, plums, and juniper cones, and find that a structural color mechanism is responsible for their appearance. The chromatic blue-ultraviolet reflectance arises from the interaction of the randomly arranged nonspherical scatterers with light. We reproduce the structural color in the laboratory by recrystallizing wax bloom, allowing it to self-assemble to produce the blue appearance. We demonstrate that blue fruits and structurally colored fruits are not constrained to those with blue subcuticular structure or pigment. Further, convergent optical properties appear across a wide phylogenetic range despite diverse morphologies. Epicuticular waxes are elements of the future bioengineering toolbox as sustainable and biocompatible, self-assembling, self-cleaning, and self-repairing optical biomaterials.
【链接】https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk4219

本文原文来自布里斯托大学