染料是能將纖維或者其他基質染成一定顏色的有機化合物。染料可以直接或通過某些媒介物質與纖維發生物理或化學的結合而染著在纖維上面。顏料是跟染料不一樣的一種有色物質，其不溶于水和一般有機溶劑，使用時只能借助某些高分子粘結劑的作用，將顏料的微小顆粒粘著在纖維表面。染料之所以能夠呈現顏色（如圖1），主要是由于其分子中存在發色團和助色團等化學基團。所謂的發色團，一般指的是那些對波長為200-1000nm的電磁波發生吸收的基團。實際上，染料要對波長大致為380-780nm范圍內的光波發生吸收才能顯現顏色。

圖1 五顏六色的染料

結構色來源于光與微觀結構相互作用產生反射、折射、散射、衍射和干涉等光學效應。產生結構色的物理機制是光與光學尺度的微觀結構的相互作用。不同的微觀結構將會產生不同的光學現象。自然界中結構色普遍存在（如圖2），許多昆蟲和鳥類就有結構色。瑞利散射導致了蜻蜓體表顏色的變化，光子晶體的作用使得孔雀羽毛能夠顯示鮮艷的色彩，最為典型的是蝴蝶的干涉生色。

圖2 自然界中的結構色

蝴蝶的翅膀由許多鱗片組成，鱗片中有大量色素沉積，類似顏料的作用，因此蝴蝶的顏色最初以為是色素沉積導致的。而近些年，研究者發現是鱗片層的薄膜光學特性決定了鱗片的顏色，對比之下色素沉積顯得微乎其微，如圖3所示。同樣的對于鳥類的羽毛也是一樣，雖然色素的沉積對整體顏色的影響有一種調和的作用，但顏色還是取決于有序的結構規則產生的結構色。

圖3 蝴蝶翅膀的結構

結構色與色素無關，是生物體亞顯微結構所導致的一種光學效應。結構生色現象廣泛存在于自然界中，模擬自然界中結構色的微結構，可以使紡織品產生顏色，具有傳統染色法所無法比擬的節能、節水、環保等優點，因而具有非常廣闊的市場前景。這些絢麗的結構色是大自然饋贈給人類的禮物，源于自然界的靈感，通過自然的啟發，人工制備的結構生色也被大量研究出來。

帝人纖維有限公司開始商業化生產Morphodex，這是一種未染色的結構彩色纖維。該技術基于Morphoph蝶翅膀微觀結構的仿生概念，由聚酯或尼龍組成的70nm厚度的薄膜交替層壓在61層中，并且根據可見光波長精確控制層厚度來開發紅色、綠色、藍色和紫色四種類型的基本顏色。Morphotex具有廣泛的應用，例如長絲，短切纖維和粉末材料，可進一步加工成服裝（如圖4）。

圖4 Morphotex結構生色纖維織造成的晚禮服