Малки структури придават на скъпоценните камъни амолит техния неземен вид

Скъпоценните камъни амолит са вкаменелости от черупки на амонити, известни със своя ярък цвят и преливания, променящи оттенъка си между червено, зелено и синьо, когато се гледат от различни ъгли.

Тези особености не са резултат от пигмент, а са форма на "структурен" цвят, причинен от микроструктури, които интерферират (създават интерференчна картина) на видимата светлина, както се вижда в много птичи пера и крила на пеперуди.

Сега изследователи са проучили структурните и оптичните свойства на амолита и са определили структурите, които водят до неговите ярки цветове. Те казват, че откритията биха могли да бъдат полезни в различни промишлени приложения, включително като неизбледняващи цветни покрития.

Скъпоценен камък амолит (Placenticeras meeki). Кредит: Hiroaki Imai

"Амонитите са били група изчезнали морски главоноги, подобни на калмари, които са били особено многобройни през периодите юра и креда (преди около 200–65 милиона години)", пишат изследователите в своето проучване, публикувано в Scientific Reports.

"Дисковидните спираловидни черупки на амонитите са разделени вътрешно на няколко камери. Когато седефеният слой, състоящ се от арагонитови плочки, е запазен във вкаменелите черупки на амонити, наблюдаваме преливащо се структурно оцветяване, подобно на това на съвременните черупки."

Схема на микроскопичната структура на седефените слоеве. Кредит: Wikimedia Commons 

Много черупки са направени от слоеве седеф, съставен от слоести пластини от минерала арагонит – една от най-разпространените естествени форми на калциев карбонат – с тънки слоеве органична материя, разположени между тях.

Смята се, че цветовете на амолита възникват от взаимодействието на светлината с тези слоеве, но това досега не е било изследвано експериментално.

Скъпоценен камък амолит (Placenticeras meeki). Кредит: Hiroaki Imai

"Въпреки че фосилните амонити са разпространени по целия свят, ярко оцветени фосили са получени само от няколко находища, като например формацията Беърпоу от късната креда (преди около 75–73 милиона години)", пишат авторите.

"По този начин, производството на блестящи цветове би изисквало модификация на седефения слой при определени условия."

Изследователите са използвали електронна микроскопия и компютърни симулации, за да сравнят свойствата на седефа от вкаменелост на амонит с черупките на абалон и наутилус, които показват по-бледи цветове и перлен блясък.

Подобни структури от подредени арагонитови плочи са открити във всички проби, но дебелината на тези плочи и размерът на пролуките между тях варират.

Скъпоценен камък амолит (Placenticeras meeki). Кредит: Hiroaki Imai

"По принцип цветът на седефения слой зависи от дебелината на пластините в ламинираните структури. Червените, зелените и сините парчета амолит имат пластини със средна дебелина съответно 190, 160 и 140 nm."

Те откриват, че яркостта на цветовете на амолита се дължи на светлината, отразена от 4 nm широки пролуки между тези плочи, и на равномерното разпределение на равномерно дебели слоеве в седефа.

"Нашите открития ще доведат до разбиране на структурния цвят, произтичащ от многослойна интерференция, и до разработването на приложения за нови оптични устройства", заключават авторите.

Справка: Hizukuri, N., Oshima, Y., Yagi, Y. et al. Brilliant structural colors originating from reflection by nanogaps of nacreous layers in fossilized ammonite shells. Sci Rep 15, 37541 (2025). https://doi.org/10.1038/s41598-025-21872-z

Източник: Tiny structures give ammolite gemstones their otherworldly appearance, CSIRO

Още по темата

04/04/2023

Технологии

Вдъхновен от пеперудите, учен създава най-леката боя в света

01/03/2019

Физика

Ще можем ли да оцветяваме без химия, като крилата на пеперудите (видео)

06/12/2018

Животът

Намериха превърнат в опал фосил от неизвестен досега вид динозавър

29/04/2016

Животът

Пауните разклащат перата на опашката си така, че да хипнотизират женските (видео)