蝴蝶翅膀在SEM下观察无色，它具有什么样的微观结构？

科研人员设计了一个有趣的实验:操作扫描式电子显微镜，观察蝴蝶的翅膀。通过这台可以看清纳米尺度物体三维结构的显微镜，人们惊奇地发现：原本色彩斑斓的蝴蝶翅膀竟然失去了色彩，显现出奇妙的凹凸不平的结构。原来，蝴蝶的翅膀本是无色的，只是因为具有特殊的微观结构，才会在光线的照射下呈现出缤纷的色彩。结构性色彩（structural color）不同于色素色彩（pigment color）。色素色彩的变化主要来源于对不同频率光的吸收，而结构性色彩，其原理是利用周期性结构，即光子晶体，对光的反射、透射等进行调控。先说光子晶体，它最大的特点是存在禁带，即在特定频率段内，光是不能传播的。所以可以利用这点来反射特定频率的光，起到调控色彩的目的。相对于色素色彩，结构性色彩具有更高的调控光的效率，这是生物进化的神奇结果。一般来说，光子晶体可以分为一维、二维、三维，所以自然界中也存在这三种纳米周期光学结构。见下图，其中A、B、C是一维光子晶体，D、E是二维光子晶体，F、G是三维光子晶体。实际上，单纯地调节颜色，一维的光子晶体就够了，但是生物进化还是发展到了二维和三维光子晶体。对于这个问题，科学家也没有给出比较明确的答案。但是二维的光子晶体还有另外一个优势，那就是疏水性。此外，有些生物还可以改变身体的颜色，实际上，也是通过调控周期结构的周期来改变的，鱼通过改变细胞的体积来改变颜色，图B的小虫子通过收缩或者扩展翅膀来改变颜色。实际上变色龙也是基于这个道理改变颜色的。

疏水性和亲水性区分如下：

1、亲水性

带有极性基团的分子，对水有大的亲和能力，可以吸引水分子，或溶解于水。这类分子形成的固体材料的表面，易被水所润湿。具有这种特性都是物质的亲水性。

亲水性指分子能够透过氢键和水形成短暂键结的物理性质。因为热力学上合适，这种分子不只可以溶解在水里，也可以溶解在其他的极性溶液内。

2、疏水性（hydrophobicity）

在化学里，疏水性指的是一个分子（疏水物）与水互相排斥的物理性质。举例来说，疏水性分子包含有烷烃、油、脂肪和多数含有油脂的物质。

疏水性通常也可以称为亲脂性，但这两个词并不全然是同义的。即使大多数的疏水物通常也是亲脂性的，但还是有例外，如硅橡胶和碳氟化合物（Fluorocarbon）。

亲水材料

1、亲水绵

亲水绵材料是一种安全环保材料，它手感柔软且具有良好的支撑效果、高度透气、良好的吸湿防潮性及低温不变硬的优越特性。

2、亲水性纤维

亲水性纤维是指具有吸收液相水分和气相水分性质的纤维。所谓纤维的亲水性，一般是指纤维吸收水分的能力。人体皮肤表面分泌的水分有两种形式，即气态的湿气和液态的汗水，因此，习惯上将亲水性纤维按机理分为吸湿性纤维和吸水性纤维两种。

一、区分极性分子和非极性分子的方法：

中心原子化合价法和受力分析法

1、中心原子化合价法：

组成为ABₙ型化合物，若中心原子A的化合价等于族的序数，则该化合物为非极性分子。

如：CH₄，CCl₄，SO₃，PCl₅

2、受力分析法：

若已知键角(或空间结构)，可进行受力分析，合力为0者为非极性分子。

如:CO₂，C₂H₄，BF₃

3、同种原子组成的双原子分子都是非极性分子

二、亲水和疏水跟极性的关联：

含有羟基，羧基，巯基等都是亲水的，越多越是亲水，所以亲水，疏水跟极性，非极性并没有什么关系。

扩展资料：

极性分子分子：

如果分子的构型不对称，则分子为极性分子（polar molecules）。

如：氨气分子，HCl分子等。

区分极性分子和非极性分子的方法：

非极性分子的判据：中心原子化合价法和受力分析法

化合价法

组成为ABn型化合物，若中心原子A的化合价等于族的序数，则该化合物为非极性分子。如：CH₄，CCl₄，SO₃，PCl₅。

受力分析法

若已知键角（或空间结构），可进行受力分析，合力为0者为非极性分子。如：CO₂，C₂H₄，BF₃

非极性分子

同种原子组成的双原子分子都是非极性分子。

不是非极性分子的就是极性分子。

高中阶段知识如下：

极性分子：HX，H₂O，CO，NO，H₂S，NO₂，SO₂，SCl₂，NH₃，H₂O₂，NH₂Cl，CH₂Cl₂，CHCl₃，CH₃CH₂OH

COCl₂

非极性分子：Cl₂，H₂，O₂，N₂，CO₂，CS₂，BF₂，P₂，C₂H₂，SO₃，CH₄，CCl₄，SiF₄，C₂H₄，C6H6，PCl₅，BeCl₂，

BBr₃， 汽油

简单判断方法

（1）对于AₘBₙ型 n=1 m>1 若A化合价等于主族数 则为非极性。如:CH₄，CCl₄，SO₃，PCl₅

（2）若已知键角(或空间结构)，可进行受力分析，合力为0者为非极性分子。如:CO₂，C₂H₄，BF₃

（3）同种原子组成的双原子分子都是非极性分子

非极性分子：

如CO₂分子结构图，分子中正负电荷中心重合，从整个分子来看，电荷分布是均匀的，对称的，这样的分子为非极性分子。

分子中各键全部为非极性键时，分子是非极性的（O₃除外)。当一个分子中各个键完全相同，都为极性键，但分子的构型是对称的，则分子是非极性的。

分子中正负电荷中心不重合，从整个分子来看，电荷的分布是不均匀的，不对称的，这样的分子为极性分子

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