Учёные уже выяснили, что покрытие панциря белого бриллиантового жука Cyphochilus является примером нанотехнологий. Цвет жука обусловлен не пигментами, а размером и свойствами тончайших хитиновых чешуек, которыми покрыт панцирь насекомого. Обычно яркие цвета производятся с помощью пигментов, поглощающих волны света одно длины и отражают другие. В последствии глаз человека воспринимает их как цвет.
Белый цвет получается из-за смешивания всех цветов спектра. При этом наибольшая белизна получается, если все цвета отражаются с одинаковой силой. Такое явление нелегко встретить в природе, оно требует наличия многих слоёв цветообразующего покрытия.
Производимые человечеством продуты белого цвета, такие как солнцезащитный крем или краска, содержат особые частицы, например, диоксид титана или оксид цинка, чтобы эффективно отражать свет. Несмотря на то, что материалы безопасны, они не биосовместимы.
При изучении жуков Cyphochilus учёные поняли, что покрытие их панциря довольно тонкое, а яркий белый цвет образуется благодаря сложной пространственной структуре слоя. Покрытие состоит из тончайших нитей хитина, которые сплетены в сложную сеть. Толщина нитей составляет тысячные доли миллиметра. Проще говоря, чешуйки жука приобретают белый окрас не за счёт пигмента, а благодаря структуре плотной сети, «сплетённой» из молекул хитина. Дело в том, что нити разного размера и толщины сплетены под разными углами, и свет отражается достаточно эффективно. Хитин обнаруживается и в раковинах моллюсков. Он обладает структурой, хорошо рассеивающей свет, благодаря чему получаются ультрабелые покрытия – они тонкие и лёгкие.
Специалисты Кембриджского университета совместно с финскими учёными из Университета Аалто скопировали структуру тонких чешуек жуков с помощью целлюлозы. В результаты они получили тот же ультрабелый эффект в гибкой мембране.
Мембраны, состоящие из тонких волокон, получились прозрачнее, в то время как добавление средних и более толстых волокон помогло создать мембраны с пониженной прозрачностью. Таким образом, учёные смогли точно настроить структуру нановолокон (и повторить знаменитое покрытие жука), чтобы они отражали свет.
Целлюлозные мембраны невероятно тонкие. По словам исследователей, как только производственный процесс будет оптимизирован, мембраны, возможно, смогут стать ещё тоньше. Отмечается, что мембраны рассеивают свет в 20-30 раз более эффективно, чем бумага.
Учёные также утверждают, что целлюлозы является дешёвым и нетоксичным материалом. В будущем разработка может быть использована для создания более ярких красок и покрытий нового поколения, которые могут быть использованы в косметической, пищевой и фармацевтической промышленности.
Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter