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(lán)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驗的，包括鉑、鈦、鎢、銀和金在內(nèi)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(qiáng)激光脈沖處理金屬，導(dǎo)致金屬表面發(fā)生變化，形成了呈單色或彩色的納米微結(jié)構(gòu)。除金屬表面顏色發(fā)生變化外，郭春雷表示，激光處理過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(jié)構(gòu)將不會褪色或脫落。 
  
    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的納米結(jié)構(gòu)，可讓普通鋁塊變成至今所創(chuàng)造出來最暗的材料之一。這種黑色金屬具有相當(dāng)高的吸收特性，對于多種想要捕捉光線的應(yīng)用都十分理想。潛在的應(yīng)用范圍包括從制造更好的太陽能收集器到更先進(jìn)的隱身技術(shù)。經(jīng)過進(jìn)一步研究，他們現(xiàn)在成功地讓多種金屬材料的表面呈現(xiàn)出了多種顏色。 
  
    在2月1日的《應(yīng)用物理學(xué)雜志》（Journal of Applied Physics）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，有可能通過改變?nèi)魏谓饘俚奶匦�，把它們轉(zhuǎn)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(xiàn)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�！惫�教授說，“當(dāng)我們首次發(fā)現(xiàn)這種工藝能產(chǎn)生出金色時，我們簡直不敢相信。我們在實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(xiàn)之后的后續(xù)研究，研究人員利用一種極其短暫且強(qiáng)烈的激光脈沖改變了金屬的表面，從而形成納米級微結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)能選擇性地反射某種顏色以顯現(xiàn)特定顏色或其他顏色的組合。研究人員使用的超短、超強(qiáng)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3200萬年。在它短暫地爆發(fā)期間，激光釋放出相當(dāng)于整個北美電力網(wǎng)的能量，這些能力全都聚焦在針尖兒般大小的點上。  
   
    研究表明，這種強(qiáng)烈轟擊可以迫使金屬表面形成諸如洼坑、小珠狀和細(xì)線狀等納米結(jié)構(gòu)，以哪一種方式回應(yīng)入射光，則要看激光雕塑結(jié)構(gòu)的方式。由于這些結(jié)構(gòu)小于可見光波長，因此它們反射光線的方式高度依賴于納米結(jié)構(gòu)特殊的尺寸與形狀。改變激光強(qiáng)度、脈沖長度與脈沖數(shù)量，研究人員就能控制納米結(jié)構(gòu)的配置，從而控制金屬所能反射的顏色。 
  
    此外，研究小組還通過在金屬表面產(chǎn)生有規(guī)律的微細(xì)線條，致使不同波長的反射光線在不同的方向上發(fā)生不同的干涉現(xiàn)象，獲得了彩虹般的鮮艷顏色。結(jié)果，一塊金屬可在一個方向呈現(xiàn)紫色，在另一個方向呈現(xiàn)灰色，或者同時呈現(xiàn)多種顏色。 

 據(jù)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分鐘或更長的時間。不過，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(qiáng)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(qū)動，這意味著一旦此工藝經(jīng)過改良，操作起來會相對簡單。 
  
    這種新工藝也適用于研究人員測試過的每種金屬，而且結(jié)果非常一致。研究人員相信，該工藝應(yīng)對所有已知金屬都適用。郭教授及其團(tuán)隊目前正在研究對工藝進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)校，以便為完全上色的金屬創(chuàng)造出彩虹當(dāng)中的其余顏色，包括紅色與綠色。 
  
    郭教授稱，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(yuǎn)不會褪色或脫落。他指出，這種七彩金屬的潛在用途可謂五花八門。如自行車制造廠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；人們將可以將一張全彩的全家福照片蝕刻到冰箱門上；或者用一枚以你未婚妻最喜歡的顏色訂做金戒指來求婚。