染料是能将纤维或者其他基质染成一定颜色的有机化合物。染料可以直接或通过某些媒介物质与纤维发生物理或化学的结合而染着在纤维上面。颜料是跟染料不一样的一种有色物质，其不溶于水和一般有机溶剂，使用时只能借助某些高分子粘结剂的作用，将颜料的微小颗粒粘着在纤维表面。染料之所以能够呈现颜色（如图1），主要是由于其分子中存在发色团和助色团等化学基团。所谓的发色团，一般指的是那些对波长为200-1000nm的电磁波发生吸收的基团。实际上，染料要对波长大致为380-780nm范围内的光波发生吸收才能显现颜色。

图1 五颜六色的染料

结构色来源于光与微观结构相互作用产生反射、折射、散射、衍射和干涉等光学效应。产生结构色的物理机制是光与光学尺度的微观结构的相互作用。不同的微观结构将会产生不同的光学现象。自然界中结构色普遍存在（如图2），许多昆虫和鸟类就有结构色。瑞利散射导致了蜻蜓体表颜色的变化，光子晶体的作用使得孔雀羽毛能够显示鲜艳的色彩，最为典型的是蝴蝶的干涉生色。

图2 自然界中的结构色

蝴蝶的翅膀由许多鳞片组成，鳞片中有大量色素沉积，类似颜料的作用，因此蝴蝶的颜色最初以为是色素沉积导致的。而近些年，研究者发现是鳞片层的薄膜光学特性决定了鳞片的颜色，对比之下色素沉积显得微乎其微，如图3所示。同样的对于鸟类的羽毛也是一样，虽然色素的沉积对整体颜色的影响有一种调和的作用，但颜色还是取决于有序的结构规则产生的结构色。

图3 蝴蝶翅膀的结构

结构色与色素无关，是生物体亚显微结构所导致的一种光学效应。结构生色现象广泛存在于自然界中，模拟自然界中结构色的微结构，可以使纺织品产生颜色，具有传统染色法所无法比拟的节能、节水、环保等优点，因而具有非常广阔的市场前景。这些绚丽的结构色是大自然馈赠给人类的礼物，源于自然界的灵感，通过自然的启发，人工制备的结构生色也被大量研究出来。

帝人纤维有限公司开始商业化生产Morphodex，这是一种未染色的结构彩色纤维。该技术基于Morphoph蝶翅膀微观结构的仿生概念，由聚酯或尼龙组成的70nm厚度的薄膜交替层压在61层中，并且根据可见光波长精确控制层厚度来开发红色、绿色、蓝色和紫色四种类型的基本颜色。Morphotex具有广泛的应用，例如长丝，短切纤维和粉末材料，可进一步加工成服装（如图4）。

图4 Morphotex结构生色纤维织造成的晚礼服