Een nieuwe studie onder leiding van onderzoekers van de Universiteit van Bristol heeft onthuld waarom blauw en groen de helderste kleuren in de natuur zijn, waardoor de geheimen achter de opvallende levendigheid van de natuurlijke wereld worden ontsluierd.

Het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications, maakte gebruik van computermodellen om de manier te simuleren waarop licht interageert met de structuur van verschillende materialen, zoals bladeren en bloemen. Het team ontdekte dat de moleculaire structuren van deze materialen ervoor zorgen dat ze blauw en groen licht efficiënter reflecteren dan andere kleuren, waardoor ze helderder lijken voor onze ogen.

"We hebben een fundamenteel principe ontdekt dat verklaart waarom bepaalde kleuren in de natuur helderder zijn dan andere", zegt professor Ullrich Steiner, co-auteur van de studie van de School of Physics van de Universiteit van Bristol. "Dit principe is gebaseerd op het samenspel van lichtverstrooiing en absorptie, en is van toepassing op een breed scala aan natuurlijke materialen, van planten tot dieren."

De bevindingen van het team hebben belangrijke implicaties voor ons begrip van de natuurlijke wereld en kunnen worden gebruikt om nieuwe technologieën te ontwikkelen die de manier nabootsen waarop de natuur levendige kleuren creëert.

Waarom zijn blauw en groen de helderste kleuren in de natuur?

Het antwoord op deze vraag ligt in de fysica van licht en de structuur van materialen.

Licht is een vorm van elektromagnetische straling en bestaat uit een spectrum van kleuren. Elke kleur licht heeft een andere golflengte en het menselijk oog kan verschillende kleuren waarnemen door deze verschillende golflengten te detecteren.

Wanneer licht een object raakt, kan het worden geabsorbeerd, gereflecteerd of verstrooid. De kleur van een object hangt af van de golflengten van het licht dat het absorbeert en welke golflengten het reflecteert.

In het geval van blauwe en groene objecten zorgen de moleculaire structuren van deze materialen ervoor dat ze blauw en groen licht efficiënter reflecteren dan andere kleuren. Dit betekent dat er meer blauw en groen licht wordt teruggekaatst naar onze ogen, waardoor deze kleuren helderder lijken.

De moleculaire structuren van blauwe en groene objecten bestaan ​​doorgaans uit herhalende patronen van atomen of moleculen. Deze patronen creëren kleine "antennes" die zijn afgestemd op specifieke golflengten van licht. Wanneer licht deze antennes raakt, wordt het resonant verstrooid, wat betekent dat het wordt versterkt en in dezelfde richting wordt teruggekaatst.

Dit resonante verstrooiingseffect zorgt ervoor dat blauwe en groene objecten er zo helder uitzien. Het is ook wat deze kleuren hun karakteristieke glans en irisatie geeft.

Rode en gele objecten absorberen daarentegen blauw en groen licht efficiënter dan andere kleuren. Dit betekent dat er minder blauw en groen licht naar onze ogen wordt gereflecteerd, waardoor deze kleuren donkerder lijken.

De moleculaire structuren van rode en gele objecten zijn doorgaans meer ongeordend dan die van blauwe en groene objecten. Deze stoornis voorkomt de vorming van resonante verstrooiingsantennes, waardoor rode en gele objecten het licht niet zo efficiënt reflecteren.

De fysica van licht en de structuur van materialen zijn verantwoordelijk voor de levendige kleuren die we in de natuurlijke wereld zien. Blauw en groen zijn de helderste kleuren in de natuur, omdat ze efficiënter worden gereflecteerd door de moleculaire structuren van planten, dieren en mineralen.