Grøn har altid været misundelsens farve - og i nanoteknologien, det er ikke anderledes

Grøn har altid været misundelsens farve - og i nanoteknologien, det er ikke anderledes.

Mennesker har altid henvendt sig til naturen for at få tips, værktøjer og #inspo.

I århundreder, vi har brugt plante- og dyrepigmenter til at farve vores tøj i alle regnbuens farver.

Men nogle nuancer kommer lettere end andre.

Kast lidt skygge

I naturen, grønne eller blå farvestoffer er vanskelige at lave.

I dag, vi kan skabe blå ting i to rystelser af en hunds hale. Men før syntetiske farvestoffer, plante-afledt indigo var 'blåt guld', en vare så værdifuld, at mange mennesker blev udnyttet i dens produktion.

Lige så vanskeligt at finde var grønne farvestoffer. For det meste, folk ville blande indigo med gule pigmenter fra safran, gurkemeje og løgskind.

Men den lille hårstribe sommerfugl - ligesom mange andre sommerfugle - har været i stand til at undgå den kemiske rute helt. For at få sin Grinchy nuance, det efterligner simpelthen fysisk lysets bølgelængde.

At se grønt

Så dogmet er, at lys rejser i bølger.

Forskellige farver svarer til forskellige bølgelængder. Bølgelængder måles ved afstanden mellem toppe og lavpunkter i lysbølger.

Vi opfatter ting som bestemte farver, fordi pigmenter absorberer bestemte bølgelængder.

Mine jeans er blå, fordi de indeholder pigmenter, der absorberer violet, indigo, grøn, gul, orange og rødt lys, men reflekterer blåt. Mine sko er sorte, fordi læderet er behandlet med pletter, der absorberer alle farver, og min skjorte er pink, fordi den bare er en forbandet sød farve.

Lad os blive fysiske

Men farve er ikke altid kemisk. Nogle gange er det fysisk.

På hårstribens vinge, strukturel farvning opstår, når lys preller af mikroskopiske krystallitter.

Krystallitterne har denne skøre 3-D labyrintstruktur. Forskere kalder dem gyroider.

Et gyroide nanostrukturnetværk dækker individuelle skalaer på vingen. Krystallitter løber op ad kamme langs skæl og krydses af ribben.

Det betyder, at hver enkelt sommerfugleskæl er dækket af en kompleks, men meget regelmæssig struktur med jævnt fordelte toppe og dale.

Fordi afstandene mellem toppe og lavpunkter i denne struktur matcher bølgelængden af ​​grønt lys, vi ser grønt.

De hårde ting

Biologiske gyroide nanostrukturer er først blevet grundigt undersøgt for ganske nylig. Men ikke fordi forskerne ikke var interesserede i dem.

Deres virkelig, virkelig latterligt lille størrelse gør dem temmelig vanskelige at undersøge. Bogstaveligt talt, et center for myrer ville være tusind gange for stort for dem.

Et andet problem er, at de fleste af dem er lavet af en tynd membran understøttet af vand.

For at prøve at få et glimt af disse levende strukturer inde i et elektronmikroskop, vi er nødt til at sætte dem i et vakuum.

Dette går omtrent lige så godt som at blæse sæbebobler i det ydre rum – med andre ord, ikke godt.

Uden luft til at skubbe tilbage på membranen, de brister. Hurtigt.

Men vores sommerfugles gyroider er ikke lavet af membraner. Hellere, de er lavet af et hårdt materiale kaldet kitin. Det er et sukker, der findes i skallerne på insekter og krebsdyr samt i fiskeskæl og svampe.

Og det er væsentligt nemmere at få et godt billede af, hvad der er under et mikroskop på nanometerskalaen.

Små indsigter

Nanostrukturer er stort set overalt, og de er nyttige til næsten alt.

De gør lotusblade selvrensende. De gør gekkofødder klæbrige. De hjælper vandstridere med at gå på vandet.

Vi kan kun observere dem, der skaber en optisk effekt, men selv da, de er ret almindelige.

De skinnende regnbuer, der spiller på østersskaller i forskellige vinkler. De livlige nuancer af den (nyskabende navngivne) blå-gule ara. Eller marmorbæret, som måske er det lyseste biologiske materiale i verden.

Alle disse kommer fra nanobits og bobs, der forstyrrer lyset.

Selv blandt sommerfugle, nanostrukturer er almindelige. De kan skabe blues, greens og iris. Selv antirefleksbelægningen på næsten usynlige glasvingesommerfugle har nanostrukturer at takke.

I bund og grund, hårstribet sommerfuglens gyroider er specielle - men ikke så specielle.

Hvad der gør det unikt er, at for første gang, vi har et billede af, hvordan nanostrukturerne kan dannes.

Forskere har beskrevet, hvad der ligner voksende gyroider, der marcherer op fra roden til spidsen af ​​vingeskæl.

Ligesom von Trapps stillede op i deres matchende uniformer, de nanokrystallinske strukturer udvikler sig fra små til store.

Fra dette øjebliksbillede, forskere kan udlede, hvordan nanostrukturer bliver til.

Grønøjet monster

Al denne nano-handling gør videnskabsmænd lidt jaloux.

Mennesker kunne bruge nanostrukturer til så mange forskellige og nyttige ting.

Og vi bruger meget allerede i vores hverdag. Men vi har kun studeret tingene i de sidste par år. Naturen har et lille forspring (læs:3 milliarder år) i at udvikle effektiv masseproduktion af nanostrukturer.

Så hvordan froster sommerfugle sig i nano-bling ved flagermusen på en ommatidia? Denne observation af hårstribets vinge er det første skridt i at besvare det spørgsmål.

Men før vi ved af det, vores tøj vil være dækket af selvrensende, farveskiftende, klimakontrollerende usynlige nanostrukturer.

Det er ikke første gang, mennesker har hentet inspiration fra naturen. Og det bliver bestemt ikke den sidste.

Denne artikel dukkede først op på Particle, et videnskabsnyhedswebsted baseret på Scitech, Perth, Australien. Læs den originale artikel.