孔雀尾部羽毛变化万千的色彩，一向让许多人好奇不已。17世纪的英国科学家虎克曾说这些色彩“令人难以想象”，原因之一是孔雀的羽毛打湿时，色彩会随之消失。虎克使用当时刚刚发明的显微镜研究孔雀羽毛，发现羽毛表面有微小的细长突起，他认为可能就是这些突起造成鲜艳的黄色、绿色和蓝色。
　　虎克的猜测是对的。鸟类羽毛、蝴蝶翅膀和乌贼身上鲜艳的色彩，通常不是来自会吸收光的色素，而是大小仅数百纳米的许多微小结构，这类结构的尺寸和间隔会从整个日光频谱中筛选出特定波长。这些色彩通常像彩虹一样艳丽，从蓝到绿或是从橙到黄，神奇地不断变化，视我们观看的角度而定。因为这些色彩来自反射的光线，而不像色索是由吸收其他频率的光所造成，所以往往更加鲜艳。在中南美洲的热带森林里，蓝闪蝶在穿透树冠层的阳光下，看起来就像会发光一样，远在1000米外就能看得见。
　　有关这些生物结构如何演化而来，我们所知不多，但至少知道它们如何形成，又如何产生美妙的色彩。大自然没有电子柬等精密科技可用来蚀刻薄膜材料，因此必须依靠巧妙的构造。如果工程师能掌握这些原理，或许可以开发出能像乌贼保护色一样随时变换颜色的平价布料；或是把计算机芯片中的电子线路改成光学通道，便可以极高的速度传输信息。
　　以下便是大自然形成结构、创造出多变色彩的戏法，以及科学家尝试利用这些戏法的方式。
　　犬蓝闪蝶和蓝摩尔蝶炫目的蓝色来自翅膀鳞粉上复杂的纳米结构：在鳞粉朝外的一面，会长出圣诞树形的几丁质构造。每棵“圣诞树”上的平行“树枝”可形成另一种绕射光栅，可以反射高达80%的入射蓝光。而且因为这些“树枝”不是平坦的，在某个视角范围内只能反射出同一种颜色，缩减了色彩的丰富性。生物不一定希望自己的色彩会随观看者的角度而变化。
　　如同虎克在孔雀羽毛上观察到的，当蓝闪蝶的翅膀上有水覆盖时，会改变光的绕射。因此，绕射系数不同的液体会造成不同的反射色彩。美国奇异公司全球研究中心的研究人员，与纽约州立大学奥巴尼分校的研究人员及英国艾克斯特大学的蝴蝶翅膀专家维克希克合作，开发模拟闪蝶的人造结构，用以制作能辨识某几种不同液体的化学传感器，依据接触到的液体而变成不同的颜色。他们使用半导体产业的微影技术，在固体上蚀刻出这些结构。这种传感器或许可以用来在发电厂侦测特定气体，或侦测饮水中的杂质。
　　虎克在孔雀羽毛上发现的细长形突起确实能散射光线，但亮丽的色彩通常来自突起底下看不见的纳米结构。彩色的鸟类羽毛、鱼鳞以及蝴蝶鳞粉通常有微小而整齐的薄层或短杆，由能散射光线的致密材质构成。薄层或短杆之间的距离大约等于可见光的波长，因此会造成绕射现象。特定波长的入射光从表面反射出来后互相作用，形成“建设性干涉”和“破坏性干涉”，使反射光中的某些色彩增强，某些色彩减弱。我们把激光光盘左右倾斜时，可在反光面看见彩虹的各种色彩，也是同样的原理造成的。
　　在蝴蝶的翅膀上，反光层是由几丁质这种天然聚合物构成的。在翅膀鳞粉的坚硬表面下，反光层之间的空隙充满空气。在鸟类羽毛中，反光层或短杆是由黑色素构成，埋在角质之中。光学产业使用的绕射光栅是以极薄的两种材质交替构成的，在望远镜和固态激光装置等产品中用以过滤并反射单色光。
　　2010年，荷兰葛罗宁根大学的史塔温嘉发现，劳氏六线风鸟的雄鸟运用这种技巧时添加了巧妙的变化。这种鸟的胸羽有细如毛发的羽小枝，内部含有多个黑色素层，层与层间的距离可产生明亮的橙黄色反光。不过，它每根羽小枝的横截面为V形，倾斜的表面也能反射蓝光。雄鸟在求偶仪式中只要微微动一下羽毛，就可在橙黄和蓝绿之间快速变换，以吸引雌鸟的眼光。
　　目前还没有科技专家尝试模仿这种效果，但史塔温嘉猜想，未来的时装和汽车产业可运用这类色彩变化：在衣料中添加V形小薄片，能让服装随穿着的人的移动而变换色彩；将这种小薄片加入漆料中，则可让车辆在行进间大幅变换色彩。