Regnbuepåfugleedderkopper kan inspirere til nye optiske teknologier

Selvom du er araknofob, du har sikkert set billeder eller videoer af australske påfugleedderkopper (Maratus spp.). Disse bittesmå edderkopper er kun 1-5 mm lange, men er berømte for deres flamboyante frieriudstillinger med forskellige og indviklede kropsfarver, mønstre, og bevægelser.

Edderkoppernes ekstremt store forreste medianøjne har fremragende farvesyn og kombineres med deres lyse farver for at gøre påfugledderkopper søde nok til at helbrede de fleste mennesker for deres arachnophobia. Men disse skærme er ikke bare smukke at se på, de inspirerer også til nye måder for mennesker at producere farve i teknologi.

En art påfugledderkop – regnbuepåfugledderkoppen (Maratus robinsoni) er særlig pæn, fordi det viser et intenst regnbue-iriserende signal i hannernes frieri til hunnerne. Dette er det første kendte tilfælde i naturen af ​​hanner, der bruger en hel regnbue af farver til at lokke kvinder. Dr. Bor-Kai Hsiung ledede et internationalt team af forskere fra USA (UAkron, Cal Tech, UC San Diego, UNL), Belgien (Gent Universitet), Holland (UGroningen), og Australien for at opdage, hvordan regnbuepåfugleedderkopper producerer dette unikke flerfarvede iriserende signal.

Ved at bruge en bred vifte af forskningsteknikker, inklusive lys- og elektronmikroskopi, hyperspektral billeddannelse, billeddiagnostisk scatterometri, nano 3D-print og optisk modellering, holdet fandt, at oprindelsen til denne intense regnbue-iriscens opstod fra specialiserede abdominale skæl fra edderkopperne. Disse skalaer har en bærefladelignende mikroskopisk 3D-kontur med nanoskala diffraktionsgitterstrukturer på overfladen.

Interaktionen mellem overfladenano-diffraktionsgitteret og skalaernes mikroskopiske krumning muliggør adskillelse og isolering af lys i dets komponentbølgelængder ved finere vinkler og mindre afstande, end det er muligt med nuværende menneskeskabte ingeniørteknologier.

Inspiration fra disse super iriserende skalaer kan bruges til at overvinde strømbegrænsninger i spektral manipulation, og yderligere at reducere størrelsen af ​​optiske spektrometre til applikationer, hvor finskalaspektral opløsning er påkrævet i en meget lille pakke, især instrumenter til rummissioner, eller bærbare kemikaliedetektionssystemer. Og det kan have en bred vifte af implikationer for områder lige fra biovidenskab og bioteknologi til materialevidenskab og teknik.