日本慶應大學揭開化石色彩絢麗的秘密

斑彩石完美地保留了其原始形態，並呈現出鮮艷色彩。圖片來源：日本慶應義塾大學

這是大自然在納米尺度上寫下的精妙光學詩篇。

在加拿大阿爾伯塔省的荒野深處，埋藏著仿佛不屬於地球的斑彩石。它不像普通的化石那樣灰暗沉悶，反而閃爍著霓虹燈般的色彩：綠如深海，紅似火焰，藍若極光，紫如暮靄。轉動它，顏色便隨之流動變幻，如同把整個彩虹封存進了岩層。它的精彩不輸寶石，但其真實身份，是一塊距今7000萬年的菊石殼化石——一種早已滅絕的海洋生物的遺骸。

可為什麼一塊死去的貝殼，能比活著的珊瑚還要絢麗？長久以來，科學家推測它的美來自貝殼內部一種叫珍珠層的結構。這種結構由無數極薄的霰石礦物片層堆疊而成，層與層之間夾著微量的有機物質，就像千層蛋糕一樣精密。當光線照進去，會在這些微小的層間反復反射、干涉，最終把白光“拆解”成五顏六色的光譜，就像水面上的油膜或孔雀羽毛那樣。

但這一切終究只是推測。沒人真正親眼見証其發生。

日本慶應義塾大學的科學家決定一探究竟。他們從阿爾伯塔取來最典型的斑彩石樣本，用電子顯微鏡一層層“拆開”觀察，仿佛在解剖一段遠古的光學密碼。他們還找來了其他“親戚”做對比：馬達加斯加的古老菊石殼化石、現代的鮑魚殼，還有活化石鸚鵡螺的殼。這些生物都擁有珍珠層，但它們的殼要麼暗淡無光，要麼隻泛著柔和的虹彩。

秘密終於被揭開。

原來，所有樣本的珍珠層都是由霰石片層堆疊而成，但斑彩石的結構格外“講究”，它的片層之間留有極其精確的4納米寬的空隙。這大約是頭發絲直徑的十萬分之一！正是這個微小卻關鍵的間隙，讓光線在其中發生強烈的反射與干涉，激發出最飽和、最明亮的色彩。更神奇的是，這些片層厚度幾乎完全一致，排列也極為規整，就像由納米級的工匠精心打造，確保每一道光都按預定路徑跳舞。

相比之下，其他化石或貝殼的層間間隙更大，或者被有機物填滿，甚至厚薄不一、排列雜亂，導致光線散射無序，色彩自然就顯得暗淡或模糊。

換句話說，斑彩石之所以如此奪目，不是因為它“更厚”或“更硬”，而是因為它“更准”，它的微觀結構恰好達到了光學設計的完美平衡。

這個發現的意義，遠不止解開一塊石頭的美麗之謎。科學家相信，斑彩石的結構可以成為未來顏料設計的藍圖——一種不需要化學染料、永不褪色的“結構色”顏料。未來的汽車漆、繪畫顏料甚至手機外殼，可能都不再依賴會氧化、會分解的色素，而是像斑彩石一樣，用精密的微觀結構“制造”顏色，歷久彌新。（記者 張夢然）