Nanometriske sommerfuglvinger skabt

Et team af forskere fra State University of Pennsylvania (USA) og Universidad Autónoma de Madrid (UAM) har udviklet en teknik til at replikere biologiske strukturer, såsom sommerfuglvinger, på en nanoskala. Det resulterende biomateriale kunne bruges til at lave optisk aktive strukturer, såsom optiske diffusorer til solpaneler.

Insekternes farver og deres iriserende (evnen til at ændre farver afhængigt af vinklen) eller deres evne til at fremstå metalliske bestemmes af små fotoniske nanostørrelser, der kan findes i deres neglebånd. Forskere har fokuseret på disse biostrukturer for at udvikle enheder med lysemitterende egenskaber, som de netop har præsenteret i tidsskriftet Bioinspiration og biomimetik .

"Denne teknik blev udviklet ved Materials Research Institute ved State University of Pennsylvania, og det gør det muligt at lave kopier af biologiske strukturer i nanometrisk skala", Raúl J. Martín-Palma, lektor ved Institut for Anvendt Fysik i UAM og medforfatter af undersøgelsen forklarer SINC.

Forskerne har skabt "fritstående kopier af skrøbelige, laminar, chitinous biotemplates ", det er, kopier af nanostrukturer af sommerfuglvinger. Disse bilags udseende afhænger normalt mere af deres periodiske nanometriske struktur (som bestemmer den "fysiske" farve) end af pigmenterne i vingerne (som fastslår den "kemiske" farve).

For at skabe nyt biomateriale, holdet brugte forbindelser baseret på Germanium, Selen og Stibium (GeSeSb) og anvendte en teknik kaldet Conformal-Evaporated-Film-by-Rotation (CEFR), som kombinerer termisk fordampning og substratrotation i et lavtrykskammer. De brugte også nedsænkning i en vandig orthophosphorsyreopløsning til at opløse kitinet (stof, der typisk findes i eksoskelet af insekter og andre leddyr).

De hidtil anvendte metoder til at replikere biostrukturer er meget begrænsede, når det kommer til at opnå effektive kopier på nanometrisk skala, og de skader ofte den originale biostruktur, fordi de bruges i ætsende atmosfærer eller ved høje temperaturer. Den nye teknik overvinder disse problemer "helt" da det bruges ved stuetemperatur og ikke kræver brug af giftige stoffer.

Martín-Palma påpeger, at de strukturer, der er resultatet af replikering af sommerfuglvingernes biotemplat, kan bruges til at lave forskellige optisk aktive strukturer, såsom optiske diffusorer eller belægninger, der maksimerer solcellelysabsorbering, eller andre typer enheder. "Desuden, teknikken kan bruges til at replikere andre biologiske strukturer, såsom billeskaller eller flues sammensatte øjne, bier og hvepse, "siger forskeren.

Visse insekters sammensatte øjne er gode kandidater til et stort antal applikationer, da de giver et fantastisk vinkelsyn. "Udviklingen af ​​miniaturekameraer og optiske sensorer baseret på disse organer ville gøre det muligt for dem at blive installeret i små rum i biler, mobiltelefoner og displays, bortset fra at have anvendelser inden for områder som medicin (udvikling af endoskoper) og sikkerhed (overvågning) ", Siger Martín-Palma.

Mere information: Akhlesh Lakhtakia, Raúl J. Martín-Palma, Michael A. Motyka og Carlo G. Pantano. "Fremstilling af fritstående kopier af skrøbelige, laminar, chitinous biotemplates ". Bioinspiration og biomimetik 4 (3):034001, September 2009.

Kilde:FECYT - Spanish Foundation for Science and Technology