利用一部臺式激光器，美國羅切斯特大學(xué)科學(xué)家將純金屬鋁變成了表面呈金色、藍色、灰色以及其他多種顏色的彩色鋁，而且這種工藝在其他用于實(shí)驗的，包括鉑、鈦、鎢、銀和金在內的金屬身上也獲得了成功。

　　羅切斯特大學(xué)光學(xué)研究所的光學(xué)副教授郭春雷（音譯）和其助手安那托里•沃偌別夫利用超短高強激光脈沖處理金屬，導致金屬表面發(fā)生變化，形成了呈單色或彩色的納米微結構。除金屬表面顏色發(fā)生變化外，郭春雷表示，激光處理過(guò)程還改變了原金屬固有的表面特性。此外，金屬表面新形成的納米微結構將不會(huì )褪色或脫落。

　　2006年底，郭春雷和他的研究小組曾用激光束處理金屬鋁，在金屬表面創(chuàng )造出能夠吸收幾乎所有光線(xiàn)的納米結構，可讓普通鋁塊變成至今所創(chuàng )造出來(lái)最暗的材料之一。這種黑色金屬具有相當高的吸收特性，對于多種想要捕捉光線(xiàn)的應用都十分理想。潛在的應用范圍包括從制造更好的太陽(yáng)能收集器到更先進(jìn)的隱身技術(shù)。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究，他們現在成功地讓多種金屬材料的表面呈現出了多種顏色。

　　在2月1日的《應用物理學(xué)通訊》上發(fā)表的一篇論文中，郭教授將同樣的工藝技術(shù)做了進(jìn)一步的拓展。他稱(chēng)，有可能通過(guò)改變任何金屬的特性，把它們轉變成任何顏色———甚至能像蝴蝶的翅膀一樣，具有七彩顏色。

　　“自從黑色金屬的探索之后，我們已決心要獲得完全的控制，讓金屬反射特定顏色，并將其他顏色吸收掉，而現在我們終于能夠讓金屬反射出幾乎是我們想要的任何顏色。”郭教授說(shuō)，“當我們首次發(fā)現這種工藝能產(chǎn)生出金色時(shí)，我們簡(jiǎn)直不敢相信。我們在實(shí)驗室里一直工作到午夜，試圖弄清我們還能夠造出什么顏色。”

　　此次，金屬上色研究是繼黑色金屬發(fā)現之后的后續研究，研究人員利用一種極其短暫且強烈的激光脈沖改變了金屬的表面，從而形成納米級微結構，這些結構能選擇性地反射某種顏色以顯現特定顏色或其他顏色的組合。研究人員使用的超短、超強光由一部飛秒激光器產(chǎn)生，激光脈沖只有千兆分之幾秒。如果1飛秒等同1秒，那么原先的1秒就約為3200萬(wàn)年。在它短暫地爆發(fā)期間，激光釋放出相當于整個(gè)北美電力網(wǎng)的能量，這些能力全都聚焦在針尖兒般大小的點(diǎn)上。

　　研究表明，這種強烈轟擊可以迫使金屬表面形成諸如洼坑、小珠狀和細線(xiàn)狀等納米結構，以哪一種方式回應入射光，則要看激光雕塑結構的方式。由于這些結構小于可見(jiàn)光波長(cháng)，因此它們反射光線(xiàn)的方式高度依賴(lài)于納米結構特殊的尺寸與形狀。改變激光強度、脈沖長(cháng)度與脈沖數量，研究人員就能控制納米結構的配置，從而控制金屬所能反射的顏色。

　　此外，研究小組還通過(guò)在金屬表面產(chǎn)生有規律的微細線(xiàn)條，致使不同波長(cháng)的反射光線(xiàn)在不同的方向上發(fā)生不同的干涉現象，獲得了彩虹般的鮮艷顏色。結果，一塊金屬可在一個(gè)方向呈現紫色，在另一個(gè)方向呈現灰色，或者同時(shí)呈現多種顏色。

　　據悉，目前研究人員處理面積如同1枚10美分硬幣大小的金屬表面需要30分鐘或更長(cháng)的時(shí)間。不過(guò)，他們正在努力完善自己的激光處理技術(shù)。幸運的是，雖然產(chǎn)生的激光強度令人難以置信，但飛秒激光器只需用墻壁上的普通電源插座就能驅動(dòng)，這意味著(zhù)一旦此工藝經(jīng)過(guò)改良，操作起來(lái)會(huì )相對簡(jiǎn)單。

　　這種新工藝也適用于研究人員測試過(guò)的每種金屬，而且結果非常一致。研究人員相信，該工藝應對所有已知金屬都適用。郭教授及其團隊目前正在研究對工藝進(jìn)行適當的調校，以便為完全上色的金屬創(chuàng )造出彩虹當中的其余顏色，包括紅色與綠色。

　　郭教授稱(chēng)，由于此項工藝不只是一種涂布，而是改變了金屬本身固有的表面特性，因此這種顏色永遠不會(huì )褪色或脫落。他指出，這種七彩金屬的潛在用途可謂五花八門(mén)。如自行車(chē)制造廠(chǎng)商利用一部激光器就能夠生產(chǎn)出擁有不同顏色的自行車(chē)；人們將可以將一張全彩的全家福照片蝕刻到冰箱門(mén)上；或者用一枚以你未婚妻最喜歡的顏色訂做金戒指來(lái)求婚。