211service.com
Jak niebieskie ptaszniki mogą poprawić ekrany telewizorów, telefonów i komputerów?
Jeśli możesz spojrzeć poza włosy, duże kły i obfitość oczu i nóg, ptaszniki są w rzeczywistości całkiem piękne. Są gotowe na Halloween okazy z głębokimi czarnymi ciałami i jasnymi akcentami rdzy; są cytryny, chromy godne pokazów samochodowych i różne elektryzujące błękity. To właśnie natura tych bluesów odróżnia ptaszniki od innych zwierząt i jest przedmiotem zainteresowania zarówno biologów, jak i inżynierów materiałowych.
Arielle Duhaime-Ross na skraju rozmawiałem z autorami badania opublikowanego w zeszłym tygodniu w Postępy w nauce badanie struktury mikroskopowej i ewolucyjnych początków idiosynkratycznego ubarwienia ptaszników.
Metaliczne błękity nie są kolorem wyłącznie dla tarantuli — można je znaleźć na wielu chrząszczach i motylach, a nawet na pospolitych wronach w określonym oświetleniu. Kluczem jest właśnie ta konkretna część oświetlenia. Wybaczono by ci, że tego nie zauważyłeś, ale błękit ptaszników nie jest opalizujący — to znaczy nie zmienia się w zależności od kąta patrzenia. To duży wyróżnik od silnie opalizujących kolorów strukturalnych obserwowanych u większości ptaków, motyli i chrząszczy, pisze Duhaime-Ross. Następnie cytuje Todda Blackledge'a, jednego z autorów i arachnologa z Uniwersytetu w Akron. Potencjalnie sprawia to, że ptaszniki są naprawdę ważnym modelem do projektowania technologii produkcji kolorów dla telewizorów, telefonów i innych urządzeń, które są łatwiejsze do oglądania.
Opalizujący kolor, który zwykle idzie w parze z kolorem strukturalnym, jest jedną z największych przeszkód w rozwoju technologii koloru strukturalnego. Większość sztucznych barwników w naszym świecie jest oparta na pigmentach. Pigmenty to materiały, które pochłaniają światło o określonej długości fali. Na przykład chlorofil w roślinach jest pigmentem, który preferencyjnie pochłania każdą długość fali światła z wyjątkiem zielonego – i to odbite światło nadaje liściom ich zieleń. Używamy pigmentów w naszych farbach, odzieży, a nawet żywności – ale pigmenty mają tendencję do degradacji z czasem i nie wydają się być w stanie osiągnąć tej samej intensywności, co kolory strukturalne.
W listopadzie naukowcom udało się stworzyć miękki materiał o strukturalnej barwie zmieniający się z czerwonego przez zielony na niebieski wraz ze wzrostem temperatury, wzorowany na sposób, w jaki kameleony mogą zmieniać kolory ich skóry. Dynamicznie zmieniają rozmieszczenie nanokryształów w skórze, co z kolei zmienia sposób, w jaki ich skóra odbija światło. Rezultatem są dramatyczne zmiany koloru, w przeciwieństwie do innych zwierząt lądowych. Podobny efekt osiągnęli badacze, stosując zawieszone w żelu cząsteczki krzemionki.
Wcześniej tej jesieni Katherine Derla poinformował o nowym super-czarnym materiale dla Tech Times wykonany przy użyciu mikroskopijnej struktury nanorurek węglowych na wierzchu kuli nanocząsteczkowej — pochłania do 99 procent światła widzialnego. Powstały kolor jest tak ciemny, pisze Derla, że ludzkie oko nie jest w stanie go zobaczyć. Ludzie, którzy spojrzeli na materiały, powiedzieli, że czują się tak, jakby zaglądali głęboko w bezdenną otchłań lub czarną dziurę.
Naukowcy czerpali inspirację z ultrabiałego Cyphochilus rodzaj chrząszcza, inżynierii odwrotnej jego strukturalnego koloru, aby stworzyć swój materiał. (Chrząszcze są popularnym przedmiotem badań ze względu na ich kolor strukturalny; oto Przegląd technologii MIT pisarka Kristina Grifantini 's 2009 opowieść o zielonych chrząszczach.)
Duhaime-Ross i badacze tarantul przyznają, że do jakichkolwiek zastosowań opartych na ich badaniach nad tarantulami jest jeszcze daleko. Chociaż mają teraz lepsze pojęcie o tym, które struktury mikroskopowe są odpowiedzialne za genialne niebieskie zabarwienie tych zwierząt, nadal nie rozumieją, jak je odtworzyć. Badanie tarantuli najlepiej postrzegać jako część większy wysiłek aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób rośliny i zwierzęta uzyskują swoje wspaniałe ubarwienie — aby naukowcy zajmujący się materiałami mogli je skopiować.