Fuglefjer inspirerer forskere til at producere levende nye farver

Et forskergruppe ledet af Nagoya Universitet efterligner fuglens fjerdrægs rige farve og demonstrerer nye måder at kontrollere, hvordan lys interagerer med materialer.

Lyse farver i den naturlige verden skyldes ofte små strukturer i fjer eller vinger, der ændrer måden, hvorpå lys opfører sig, når det reflekteres. Den såkaldte "strukturelle farve" er ansvarlig for de levende nuancer af fugle og sommerfugle. Ved at udnytte denne effekt kunstigt kan vi konstruere nye materialer til applikationer som solceller og kamæleonlignende adaptiv camouflage.

Inspireret af den dybblå farve af en indfødt nordamerikansk fugl, Stellar's jay, et team på Nagoya University gengav farven i deres laboratorium, giver anledning til en ny type kunstigt pigment. Denne udvikling blev rapporteret i Avancerede materialer .

"Stellar's jay's fjer giver et glimrende eksempel på vinkeluafhængig strukturel farve, "siger sidste forfatter Yukikazu Takeoka, "Denne farve forstærkes af mørke materialer, som i dette tilfælde kan tilskrives sorte melaninpartikler i fjerene. "

I de fleste tilfælde, strukturelle farver ser ud til at ændre sig, når de ses fra forskellige perspektiver. For eksempel, forestil dig, hvordan farverne på undersiden af ​​en cd ser ud til at skifte, når disken ses fra en anden vinkel. Forskellen i Stellar's jay's blue er, at strukturerne, som forstyrrer lyset, sidde oven på sorte partikler, der kan absorbere en del af dette lys. Det betyder, at i alle vinkler, uanset hvordan du ser på det, farven på Stellar's Jay ændres ikke.

Holdet brugte en "lag-for-lag" tilgang til at opbygge film af fine partikler, der genskabte den mikroskopiske svamplignende tekstur og sorte bagpartikler i fuglens fjer.

For at efterligne fjerene, forskerne dækkede mikroskopiske sorte kernepartikler med lag af endnu mindre gennemsigtige partikler, at lave hindbærlignende partikler. Kernens størrelse og lagets tykkelse styrede farven og mætningen af ​​de resulterende pigmenter. Vigtigere, farven på disse partikler ændrede sig ikke med betragtningsvinklen.

"Vores arbejde repræsenterer en meget mere effektiv måde at designe kunstigt producerede vinkeluafhængige strukturfarver på, "Tilføjer Takeoka." Vi har stadig meget at lære af biologiske systemer, men hvis vi kan forstå og med succes anvende disse fænomener, en hel række nye metamaterialer vil være tilgængelige for alle former for avancerede applikationer, hvor interaktioner med lys er vigtige. "