用物理制作彩虹巧克力

顾静怡

一句“快到碗里來”，让五彩薄脆糖衣包裹的香浓牛奶巧克力的妙趣挡也挡不住。不过，有人却说，五彩薄脆糖衣有什么稀奇？有了色素和添加剂，想做什么样的巧克力都是小菜一碟。说者无心，听者有意。几个在一起喝茶的食品科学家、材料科学家和物理学家不淡定了：一定要让没有任何色素和添加剂的“彩虹巧克力”横空出世！

众所周知，巧克力是可可豆的产物，由可可脂和可可粉制成。一般来说，除了没加可可粉的白巧克力之外，其他巧克力都是棕色的。要想改变可可粉本身的颜色，是一件不可能的事情。科学家认为，想要做出彩虹巧克力，唯一的办法就是从巧克力的表面下功夫。

开屏孔雀的羽毛触发了科学家的灵感。鲜艳的孔雀羽毛呈现的颜色并不是由色素决定的，而是与它们表面的微观结构有关。这种由结构特点形成的颜色叫作结构色，是世界丰富色彩的重要组成部分。根据孔雀羽毛，科学家一下子联想到了没有色素的彩虹巧克力。

那么，什么是结构色？又怎么利用它做出彩虹巧克力呢？其实，能够随着光线和角度的变化而变化的彩色，就叫结构色，它是通过光的散射、干涉和衍射形成的。这种不断变幻的色彩出现在肥皂泡、贝壳及很多昆虫翅膀的表面。可以说，自然界的虹彩基本属于结构色。当然，具体形成什么颜色，主要是由反射光的波长所决定。比如，植物的苍翠欲滴，就是因为吸收红光、蓝光而反射绿光形成的。

由于光的衍射对物质的反射性有要求，要想使巧克力表面发出彩色的光，就得让巧克力的表面变得非常光滑和稳定，这就涉及巧克力的调温。在调温的过程中，可可脂中不稳定的晶体会全部分解，重组形成完美的晶体。这时，巧克力的硬度和稳定性都是最佳的，而且具有光泽的外壳。衍射条件形成后，巧克力又被研究人员倒入锯齿状凹槽模具内定型，这相当于在巧克力表面刻上衍射光栅。

光的衍射是光波遇到障碍物时偏离直线传播的路径，从而发生弯曲和散射。比如，光波通过一个大缝隙的时候，就相当于通过了无数个狭缝。而每个狭缝中的光源就像往水中投入的石子一样，会泛起圈圈波纹。这些波纹相互叠加，就发生光的弯曲和散射。而反射时，也会发生光波的叠加。当白光照射到反射面上时，白光被分散成不同色光，就呈现出了彩虹的效果。

此外，科学家指出，衍射效果还与光的波长有关。想要在巧克力表面发生明显的衍射现象，锯齿的间距和光的波长需要相近。光的波长范围一般为0.36至0.4微米，或0.76至0.83微米。了解这些之后，科学家再设计巧克力的锯齿状凹槽模具的宽度，让反射光发生明显衍射现象，从而出现五彩斑斓的闪光，这就制造出了既没有色素，又看似有魔法的彩虹巧克力。

让巧克力变成彩虹色，不用色素，而是巧用物理知识，这让每一粒彩虹巧克力都披上了高科技的外衣。