中新网北京11月3日电 (记者 孙自法)作为自然界中罕见的彩色宝石，斑彩石以其如彩虹般绚丽的色泽引发科学界持续关注。这种形成于白垩纪的菊石壳化石，其色彩成因长期困扰着古生物学家。近日，施普林格·自然旗下开放获取期刊《科学报告》发表的突破性研究，终于揭开了这一地质谜团的面纱。
▲斑彩石显微结构（图片来源：今井宏明/施普林格·自然）
研究团队通过电子显微镜与光学模拟技术，对加拿大阿尔伯塔省出土的斑彩石标本进行深度解析。发现其色彩核心源于保存完好的贝壳珍珠层（又称珍珠母），该结构由厚度仅4纳米的矿物霰石片层与有机质交替堆叠而成。当光线穿透这些精密排列的纳米级结构时，会在霰石片层间隙产生干涉效应，形成独特的虹彩效果。
▲斑彩石色彩光谱分析（图片来源：今井宏明/施普林格·自然）
论文通讯作者、日本庆应义塾大学今井宏明教授团队通过对比实验证实：斑彩石的高饱和度色彩得益于两个关键因素——霰石片层间4纳米的超精密间隙，以及珍珠层整体厚度的均匀分布。相比之下，马达加斯加菊石化石的浅色珍珠层因存在10-20纳米间隙，且有机质填充导致结构紊乱，最终呈现灰白色调。
研究还发现，现代海洋生物如鲍鱼壳的虹彩现象遵循相似原理，但其结构精度远不及斑彩石。这种跨越7000万年的纳米级结构保存，为理解生物矿化过程提供了珍贵样本。今井教授指出："这种天然光学结构远超当前人工合成技术，其色彩稳定性可达数亿年。"
▲斑彩石与现代贝壳结构对比（图片来源：今井宏明/施普林格·自然）
这项发现不仅填补了古生物学空白，更为新型材料研发开辟新路径。研究人员正在探索将斑彩石结构原理应用于高耐候性颜料开发，预计可生产出永不褪色的环保涂料。该成果标志着人类在仿生材料领域迈出重要一步，相关技术或将于5年内实现产业化应用。（完）
猜你喜欢
