Skalbaggar använder nanostrukturer för färg

Många ljusa, iriserande skalbaggar och fjärilar får sina lysande färger inte från pigment, utan från hur små strukturer på deras kroppar reflekterar ljus. Dessa strukturer har länge varit av intresse för forskare, som hoppas kunna imitera dessa fotonkontrollerande kristaller för att bygga bättre solceller, sensorer och andra optiska enheter – eventuellt till och med optiska datorchips.

Försvinnande handling : Den juvelförsedda skalbaggen reflekterar en metallisk grön i vanligt ljus (vänster). Den förlorar den reflektionen om ett rätt cirkulärt polariserat ljus används (höger).
Med tillstånd av Science/AAAS

Forskare vid Georgia Institute for Technology har nu tittat närmare på juvelbaggens exoskelett – detaljerna publiceras idag i tidskriften Vetenskap . Tidigare hade forskare visat att skalbaggen reflekterar det som för oss ser ut som en lysande grön färg i form av vänstercirkulerande polariserat ljus (när ljuset färdas roterar dess motsvarande elektriska fält åt vänster). Att bara lysa högervridande polariserat ljus mot skalbaggen gör att den tappar sin gröna färg (se bilderna ovan).

Den vänstersvängande reflektionen uppstår på grund av komplexa spiralformade nanostrukturer i skalbaggens exoskelett. Dess exoskelett består av hexagonala, femkantiga och heptagonala celler som innehåller gula kottar omgivna av grönt. Vivek Sharma, Mohan Srinivasarao , och andra på Georgia Tech använde konfokalmikroskopi för att visa hur tätt packade, koncentriska bågar (eller spiraler) på dessa celler ser mycket ut som en typ av flytande kristaller. Eftersom forskare redan förstår hur flytande kristaller bildas, kan denna nya förening hjälpa dem att förstå hur insektens optiska struktur självmonterar sig.

Förra året skrev jag om en brasiliansk skalbagge som har en idealisk fotonisk kristallstruktur som forskare försöker efterlikna. Forskare spekulerar i att dessa skalbaggar till och med kan använda sådana fotoniska komplexa understrukturer för att kommunicera med varandra via ljus eller för att avvärja rovdjur.

Dölj