رنگ‌آمیزی ساختاری
سازوکارها > سازه‌های ثابت

تعدادی از سازه‌های ثابت می‌توانند با ایجاد سازوکاری شامل توری‌های پراش، آینه‌های انتخابی، بلورهای فوتونی، الیاف کریستال و ماتریس‌های تغییر شکل یافته، رنگ‌های ساختاری ایجاد کنند. ساختارها می‌توانند بسیار پیچیده‌تر از یک پرده نازک باشند: پرده‌ها را می‌توان برای ایجاد رنگین‌تابی قوی، ترکیب دو رنگ یا تعادل بخشیدن به تغییر ناگزیر رنگ با زاویه، برای ایجاد یک اثر پراکنده بیشتر و اثر رنگین‌تاب کمتر جمع کرد. هر سازوکار یک راه‌حل خاص برای مشکل ایجاد یک رنگ روشن یا ترکیبی از رنگ‌های قابل مشاهده از جهات مختلف ارائه می‌دهد.
توری پراش ساخته شده از لایه‌های کیتین و هوا باعث ایجاد رنگ‌های رنگین‌تاب مختلف در فلس بال پروانه‌ها و همچنین پرهای دم پرندگان مانند طاووس می‌شود. هوک و نیوتن درست ادعا کردند که رنگ طاووس در اثر تداخل ایجاد می‌شود، اما ساختارهای مسئول، از نظر مقیاس نزدیک به طول موج نور (به میکروگراف‌ها مراجعه کنید)، کوچکتر از ساختارهای مخططی بودند که می‌توانند با میکروسکوپ نوری خود ببینند.
روش دیگر برای تولید توری پراش استفاده از آرایه‌های درختی شکل کیتین است، مانند فلس بال برخی از پروانه‌های مورفو با رنگ درخشان (نگاه کنید به طرح). باز هم نوع دیگری در شش‌پره‌ای لاویس، پرنده بهشتی وجود دارد. مویچه‌های پرهای ناحیه سینه آن با رنگ روشن و شکل V است و ریزساختارهایی با پریده نازک ایجاد می‌کند که به شدت منعکس کننده دو رنگ مختلف است: سبزآبی روشن و زرد نارنجی روشن. هنگامی که پرنده حرکت می‌کند، به جای اینکه به‌صورت رنگین‌تاب جابه‌جا شود، به شدت بین این دو رنگ تغییر می‌کند. در طول خواستگاری، پرنده نر به‌طور سیستماتیک حرکات کوچکی را برای جذب ماده انجام می‌دهد، بنابراین ساختارها باید از طریق انتخاب جنسی تکامل یافته باشند.
بلورهای فوتونی می‌توانند به روش‌های مختلفی تشکیل شوند. در پروانه قلب‌گاو زمردی بلورهای فوتونی از آرایه‌هایی از سوراخ‌های نانو در کیتین فلس‌های بال تشکیل شده‌اند. قطر این حفره‌ها در حدود ۱۵۰ نانومتر است و فاصله آنها تقریباً یکسان است. سوراخ‌ها به‌طور منظم در وصله‌های کوچک مرتب می‌شوند. وصله‌های همسایه حاوی آرایه‌هایی با جهت‌گیری متفاوت هستند. نتیجه این است که این وصله‌های زمردی فلس‌های قلب‌گاو، به جای اینکه رنگین‌تاب باشد، نور سبز را در زوایای مختلف به‌طور مساوی منعکس می‌کنند.
در سرخرطومی سبزطلائی شکوهمند، یک سرخرطومی از برزیل، اسکلت بیرونی کیتینی با فلس‌های بیضی سبز رنگین‌تاب پوشانده شده‌است. اینها شامل شبکه‌های بلوری مبتنی بر پایه‌الماس هستند که در همه جهات برای ایجاد یک رنگ سبز درخشان که به سختی با زاویه تغییر می‌کند قرار دارند. فلس‌ها به‌طور مؤثر به پیکسل‌هایی با عرض یک میکرومتر تقسیم می‌شوند. هر پیکسل از این دست یک کریستال منفرد است و نور را در جهتی متفاوت از همسایگان خود منعکس می‌کند.
آینه‌های انتخابی برای ایجاد اثرات تداخل از چاله‌های کاسه‌ای به اندازه میکرون تشکیل شده‌اند که با چندین لایه کیتین در فلس‌های بال پروانه طاووس زمردین، پوشانده شده‌اند. اینها به‌عنوان آینه‌های بسیار انتخابی برای دو طول موج نور عمل می‌کنند. نور زرد مستقیماً از مراکز گودال منعکس می‌شود. نور آبی دو بار توسط کناره‌های گودال منعکس می‌شود. این ترکیب سبز به نظر می‌رسد، اما می‌تواند به صورت آرایه‌ای از لکه‌های زرد احاطه شده توسط دایره‌های آبی در زیر میکروسکوپ دیده شود.
الیاف بلوری که از آرایه‌های شش ضلعی نانوالیاف توخالی تشکیل شده‌است، رنگ‌های رنگین‌تاب روشن در مژکچه‌های آفرودیتا (کرم حلقوی غیرشبه‌کرم)، را ایجاد می‌کند. رنگ‌ها به صورت رنگ هشدار هستند و به شکارچیان هشدار می‌دهند که حمله نکنند.
دیواره‌های کیتین مژکچه‌های توخالی یک کریستال فوتونی شش‌ضلعی به شکل شانه‌عسل تشکیل می‌دهند. سوراخ‌های شش ضلعی ۰٫۵۱ میکرومتر از یکدیگر فاصله دارند. این ساختار رفتار نوری دارد که گویی از پشته‌ای از ۸۸ توری پراش تشکیل شده‌است و باعث می‌شود افرودیتا یکی از رنگین‌تاب‌ترین موجودات دریایی باشد.
ماتریس‌های تغییرشکل یافته، متشکل از نانو کانال‌های به‌طور تصادفی جهت‌دار در یک ماتریس کراتینی شبه‌اسفنجی است، که باعث ایجاد رنگ آبی غیررنگین‌تاب در طوطی مکائو آبی‌طلایی می‌شوند. از آنجا که بازتاب‌ها همه در یک راستا قرار نگرفته‌اند، رنگ‌ها اگرچه هنوز هم باشکوه هستند، اما از نظر زاویه تفاوت زیادی ندارند، بنابراین رنگین‌تاب نیستند.
سیم‌پیچ‌های مارپیچی، که از میکروفیبریل‌های سلولزی انباشته پیچوار شکل می‌گیرد، انعکاس براگ را در «توت‌ مرمری» گیاه آفریقایی ایجاد می‌کنند و در نتیجه شدیدترین رنگ آبی شناخته شده در طبیعت است. سطح توت دارای چهار لایه سلول با دیواره‌های ضخیم است که حاوی مارپیچ‌های سلولز شفاف با فاصله از یکدیگر است تا تداخل سازنده‌ای با نور آبی ایجاد کند. زیر این سلول‌ها یک لایه به ضخامت دو یا سه سلول وجود دارد که حاوی تانن‌های قهوه‌ای تیره است. توت مرمری رنگ قوی‌تری نسبت به بال‌های پروانه‌های مورفو تولید می‌کند و یکی از اولین نمونه‌های رنگ‌آمیزی ساختاری است که از هر گیاه شناخته می‌شود. فیبرهای انباشته شده هر سلول ضخامت خاص خود را دارد و باعث می‌شود رنگ متفاوتی از همسایگان خود را منعکس کند و یک اثر پیکسلی یا نقطه‌چینی با آبی‌های مختلف و با نقطه‌های سبز، بنفش و قرمز درخشان ایجاد کند. الیاف هر سلول یا چپ‌دست یا راست‌دست هستند، بنابراین هر سلول به صورت دایره‌ای نوری را که در یک جهت یا جهت دیگر منعکس می‌کند قطبی می‌کند. توت مرمری اولین جاندار شناخته شده‌ای است که چنین قطبی شدن نور (Circular polarization) را نشان می‌دهد، اما با این وجود عملکرد بصری ندارد، زیرا پرندگان بذرخوار که از این گونه گیاهان دیدن می‌کنند قادر به درک نور قطبی نیستند. ریزساختارهای مارپیچی در سوسک‌های سرگین‌غلتانان نیز یافت می‌شوند که در آنها رنگ‌های رنگین‌تاب تولید می‌کنند.
پرده نازک با بازتابنده منتشر، بر اساس دو لایه بالایی گلبرگ‌های آلاله. درخشندگی زرد از ترکیبی نادر در میان گیاهان از رنگدانه زرد و رنگ‌آمیزی ساختاری ناشی می‌شود. روپوست فوقانی بسیار صاف به‌عنوان یک پرده نازک بازتابنده و رنگین‌تاب عمل می‌کند. برای نمونه در آلاله چمن‌زار، ضخامت لایه ۲٫۷ میکرومتر است. سلول‌های نشاسته‌ای غیرمعمول انتشاردهنده ولی بازتابنده قوی ایجاد می‌کنند و درخشندگی گل را افزایش می‌دهند. گلبرگ‌های منحنی یک ظرف سهمی‌گون تشکیل می‌دهند که گرمای خورشید را به قسمت‌های تولیدمثل در مرکز گل هدایت می‌کند و آن را تا چند درجه سانتی‌گراد بالاتر از دمای محیط نگه می‌دارد.
توری‌های سطح، متشکل از ویژگی‌های سطح منظم شده به‌دلیل قرار گرفتن سلول‌های عضلانی منظم در برش‌های گوشت می‌باشد. رنگ‌آمیزی ساختاری برش‌های گوشت تنها پس از اینکه الگوی مرتب شده تارچه‌های عضلانی آشکار شود و نور توسط پروتئین‌های موجود در رشته‌ها پراکندگی پیدا کند، نمایان می‌شود. رنگ‌آمیزی یا طول موج نور پراش‌یافته به زاویه مشاهده بستگی دارد و می‌تواند با پوشاندن گوشت با ورقه‌های شفاف افزایش یابد. زِبرکردن سطح یا از بین بردن مقدار آب با خشک شدن باعث می‌شود که ساختار فروپاشیده و بنابراین رنگ‌آمیزی ساختاری از بین می‌رود.
تداخل از بازتاب‌های داخلی متعدد کلی می‌تواند در ساختارهای ریزمقیاس، مانند قطرات آب ساکن و قطرات دو فازی روغن در آب و همچنین سطوح ریزساختار بَسپار ایجاد شود. در این سازوکار رنگ‌آمیزی ساختاری، پرتوهای نوری که با مسیرهای مختلف بازتاب داخلی کلی در امتداد یک رابط حرکت می‌کنند، باعث ایجاد رنگ رنگین‌تاب می‌شوند.