你有沒有打開過塵封多年的抽屜，翻出那臺白色的任天堂 Game Boy 或者一雙曾經(jīng)雪白的球鞋，卻發(fā)現(xiàn)它們已經(jīng)變成了一種令人尷尬的、陳舊的黃色？

這是一種仿佛被時間“腌入味”了的顏色。不管你當初把它們洗得多干凈，甚至用塑封袋像保存木乃伊一樣把它們供起來，它們依然會堅定不移地變黃。

這時候你可能會問，為什么是黃色？為什么東西舊了不會變藍、變粉、或者變綠？難道宇宙的盡頭不僅是鐵，還是黃？

要理解變黃，得先搞清楚顏色的視覺邏輯。

我們看到黃色，是因為物體吸收了光譜中的藍紫光（高能短波），把剩下的紅綠光反射進了你的眼睛。反之，如果一個物體想呈現(xiàn)藍色，它就得吸收光譜另一端的紅橙光（低能長波）https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Organic_Chemistry/Organic_Chemistry_(Morsch_et_al.)/14%3A_Conjugated_Compounds_and_Ultraviolet_Spectroscopy/14.09%3A_Conjugation_Color_and_the_Chemistry_of_Vision" data-tooltip-richtext="1" data-tooltip-preset="white" data-tooltip-classname="ztext-reference-tooltip">[1]。

在微觀世界里，有機物要吸收光，靠的是分子內(nèi)部碳原子手拉手形成的“共軛雙鍵”系統(tǒng)。

這就像一群電子在碳原子搭建的跑道上折返跑。根據(jù)量子力學(xué)中的“一維勢箱”模型，這個跑道（共軛鏈）越長，電子跑得越歡，需要的激發(fā)能量就越低，吸收的光波長就越長https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Organic_Chemistry/Organic_Chemistry_(Morsch_et_al.)/14%3A_Conjugated_Compounds_and_Ultraviolet_Spectroscopy/14.09%3A_Conjugation_Color_and_the_Chemistry_of_Vision" data-tooltip-richtext="1" data-tooltip-preset="white" data-tooltip-classname="ztext-reference-tooltip">[2]。

接下來就是搭積木的問題了。

如果分子想顯得發(fā)黃，它只需要吸收波長較短的藍光（約 450 nm）。這意味著它只需要搭建一個包含 7 到 9 個雙鍵的中等長度跑道 。比如胡蘿卜素有 11 個雙鍵，吸收了藍光，所以呈現(xiàn)橙黃色。

但如果分子想顯得發(fā)藍，它必須吸收波長很長的紅光（約 650 nm）。這要求它搭建一個包含 20 個甚至更多雙鍵的超長跑道，或者形成極其復(fù)雜的特殊結(jié)構(gòu)。

在物質(zhì)衰老、降解、被氧化這個充滿破壞性的過程中，大分子鏈條被打斷是常態(tài)。同樣的風力下，20層的積木明顯比7層的容易倒[3]https://scispace.com/pdf/experimental-determination-of-conjugation-lengths-in-long-5c213uvnaj.pdf" data-tooltip-richtext="1" data-tooltip-preset="white" data-tooltip-classname="ztext-reference-tooltip">[4]。

熱力學(xué)第二定律告訴我們，事物總是趨向于混亂(熵增)。在混亂中偶然形成一個完美的、超長的、能顯藍色的分子結(jié)構(gòu)的概率，無限接近于零。所以，黃色是物質(zhì)崩潰途中的常態(tài)，而藍色是需要精心維持的巔峰態(tài)。

以塑料為例，過去大家以為塑料舊了就變黃，是因為里面的阻燃劑，也就是溴（Bromine）游離了出來。大家覺得溴單質(zhì)是棕黃色的，所以塑料就黃了。

但這其實是一口黑鍋。

雖然早期的 ABS 塑料確實含有溴化阻燃劑，但科學(xué)家通過實驗發(fā)現(xiàn)，真正讓塑料變黃的主謀并不是添加劑，而是塑料本身。ABS 塑料由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種單體聚合而成。其中的丁二烯成分非常不老實，它受到紫外線或熱量的攻擊時，碳鏈骨架會發(fā)生光氧化反應(yīng)。

這個過程就像是在原本干凈的分子鏈上瞎動刀，結(jié)果意外地“砍”出了一連串的羰基和雙鍵。當這些隨機生成的雙鍵數(shù)量湊夠了 7、8 個，它們就組成了一個能吸收藍光的“發(fā)色團” 。于是，你的游戲機就黃了。

當然，這種化學(xué)變化在一定程度上是可逆的。搞復(fù)古修復(fù)的玩家發(fā)明了一種叫 "Retr0brite" 的配方，主要成分就是雙氧水（過氧化氫）https://www.retr0bright.com/" data-tooltip-richtext="1" data-tooltip-preset="white" data-tooltip-classname="ztext-reference-tooltip">[5]。

把發(fā)黃的塑料泡在雙氧水里曬太陽，高濃度的氧化劑會強行打斷這些剛剛形成的共軛雙鍵系統(tǒng)，讓“跑道”變短，黃色也就消退了。不過這只是治標不治本，塑料的結(jié)構(gòu)已經(jīng)變得更加脆弱，下次黃得更快。

紙張變黃的原理也類似，但主角換成了木質(zhì)素（Lignin）。木質(zhì)素是樹木的“膠水”，負責讓樹干挺拔。但在造紙時，如果要保留木質(zhì)素（比如新聞紙），代價就是它特別容易被氧化。

木質(zhì)素分子里含有大量的苯環(huán)和酚基。在陽光中紫外線和氧氣的夾擊下，這些結(jié)構(gòu)會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成一種叫“醌”（Quinone）的物質(zhì) 。醌類結(jié)構(gòu)是非常高效的藍光吸收劑https://bioresources.cnr.ncsu.edu/resources/review-light-induced-yellowing-of-lignocellulosic-pulps-mechanisms-and-preventive-methods/" data-tooltip-richtext="1" data-tooltip-preset="white" data-tooltip-classname="ztext-reference-tooltip">[6]。所以，放在窗邊的舊報紙不是在變舊，而是在進行一場不可逆的“美黑”，迅速給自己刷上了一層吸收藍光的防曬霜。

既然變黃是大勢所趨，那有沒有東西老了會變藍？

有，但那通常不是化學(xué)反應(yīng)，而是物理魔術(shù)。

某些透明塑料（如聚碳酸酯燈罩）或者生物組織在老化時，表面會產(chǎn)生極其微小的裂紋或孔洞。當這些微結(jié)構(gòu)的尺寸剛好比較小時，會發(fā)生瑞利散射（Rayleigh Scattering）或廷德爾效應(yīng)（Tyndall Effect）。

這就好比天空為什么是藍的。短波長的藍光在微小顆粒間更容易被散射出來，而長波長的紅黃光則透射過去了。

所以，有些老化的塑料件側(cè)著光看會泛出一層幽靈般的“藍霧”，但這只是光的把戲，并非物質(zhì)本身變成了藍色https://www.mdpi.com/2305-6304/11/7/615" data-tooltip-richtext="1" data-tooltip-preset="white" data-tooltip-classname="ztext-reference-tooltip">[7]。

即使在生物進化的高級階段，合成穩(wěn)定的藍色素也是極其困難的。自然界中 90% 以上的藍色（如孔雀羽毛、大藍閃蝶）都是結(jié)構(gòu)色，利用納米結(jié)構(gòu)的物理干涉產(chǎn)生藍色，而非化學(xué)色素。 少數(shù)化學(xué)藍色素（如靛藍）需要復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)來穩(wěn)定電子。老化過程是分子的崩解過程，它沒有能力“從頭合成”這些復(fù)雜的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

如果物質(zhì)世界的變黃還不夠絕望，你的身體還為你準備了最后一道黃。

著名的印象派畫家莫奈（Claude Monet），在晚年畫的睡蓮越來越黃，越來越紅，完全失去了早期的清透感。這并不是他風格變了，而是他的晶狀體（Lens）變黃了。

隨著年齡增長，人眼晶狀體中的蛋白質(zhì)也會氧化、聚集，變成一個天然的黃色濾鏡 。這個濾鏡會無情地過濾掉進入眼球的藍光https://evidentscientific.com/en/microscope-resource/knowledge-hub/lightandcolor/humanvisionintro" data-tooltip-richtext="1" data-tooltip-preset="white" data-tooltip-classname="ztext-reference-tooltip">[8]。對于 1912 年后的莫奈來說，他眼中的世界就像始終籠罩在霧霾中一樣發(fā)黃。

1923 年，莫奈終于接受了白內(nèi)障手術(shù)，摘除了那個渾濁發(fā)黃的晶狀體。

結(jié)果他突然發(fā)現(xiàn)世界藍得刺眼，甚至抱怨看到了“令人作嘔的藍色”（Disgusting Blue），并因此銷毀了不少那個時期的畫作https://artgeek.medium.com/monet-the-late-years-e064ec07680c" data-tooltip-richtext="1" data-tooltip-preset="white" data-tooltip-classname="ztext-reference-tooltip">[9]。

這封印象派大師寫于生命盡頭的信件感人至深，字里行間流露出他對視力不斷惡化的哀嘆：

所以，大部分東西變黃，是因為熵增定律在微觀上不斷打斷有序的長鏈，把它們變成只能吸收藍光的短鏈殘渣；而作為觀察者的我們，也在用日益發(fā)黃的眼睛，給這個原本就走向衰敗的世界，疊加了最后一層懷舊的濾鏡。

參考

1. ^https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Organic_Chemistry/Organic_Chemistry_(Morsch_et_al.)/14%3A_Conjugated_Compounds_and_Ultraviolet_Spectroscopy/14.09%3A_Conjugation_Color_and_the_Chemistry_of_Vision
2. ^https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Organic_Chemistry/Organic_Chemistry_(Morsch_et_al.)/14%3A_Conjugated_Compounds_and_Ultraviolet_Spectroscopy/14.09%3A_Conjugation_Color_and_the_Chemistry_of_Vision
3. ^ 共軛鏈越長，電子云越離域，分子越活潑，越容易被環(huán)境中的氧氣或自由基攻擊而斷裂。因此，即使偶爾形成了能顯藍色的長鏈（N>20），它也會因為極度不穩(wěn)定而迅速被氧化斷裂回短鏈（黃色/無色）。
4. ^https://scispace.com/pdf/experimental-determination-of-conjugation-lengths-in-long-5c213uvnaj.pdf
5. ^https://www.retr0bright.com/
6. ^https://bioresources.cnr.ncsu.edu/resources/review-light-induced-yellowing-of-lignocellulosic-pulps-mechanisms-and-preventive-methods/
7. ^https://www.mdpi.com/2305-6304/11/7/615
8. ^https://evidentscientific.com/en/microscope-resource/knowledge-hub/lightandcolor/humanvisionintro
9. ^https://artgeek.medium.com/monet-the-late-years-e064ec07680c

來源：博物微信公眾號