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Wie blaue Vogelspinnen Bildschirme für Fernseher, Telefone und Computer verbessern könnten
Wenn Sie über die Haare, die übergroßen Reißzähne und die Fülle von Augen und Beinen hinwegsehen können, sind Vogelspinnen eigentlich ziemlich schön. Es gibt Halloween-taugliche Exemplare mit tiefschwarzen Körpern und hellen Rostakzenten; es gibt zitronengelbe, Autoshow-würdige Chromtöne und eine Vielzahl von elektrisierenden Blautönen. Es ist die Natur dieses Blaus, das Vogelspinnen von anderen Tieren unterscheidet und für Biologen und Materialingenieure gleichermaßen von Interesse ist.
Arielle Duhaime-Ross am Rande sprach mit den Autoren einer Studie, die letzte Woche in veröffentlicht wurde Wissenschaftliche Fortschritte Untersuchung der mikroskopischen Struktur und der evolutionären Ursprünge der eigenwilligen Färbung der Vogelspinnen.
Metallic Blues sind keine Vogelspinnen-exklusive Farbe – sie sind bei vielen Käfern und Schmetterlingen und sogar bei gewöhnlichen Krähen bei bestimmten Lichtverhältnissen zu finden. Das gewisse Beleuchtungsbit ist der Schlüssel. Es wird Ihnen verziehen, wenn Sie es nicht bemerken, aber das Blau der Vogelspinnen schillert nicht – das heißt, es ändert sich nicht je nach Betrachtungswinkel. Das ist ein großer Unterschied zu den stark schillernden Strukturfarben, die bei den meisten Vögeln, Schmetterlingen und Käfern zu sehen sind, schreibt Duhaime-Ross. Sie fährt fort, Todd Blackledge zu zitieren, einen der Autoren und Arachnologen an der Universität von Akron. Dies macht Vogelspinnen möglicherweise zu einem wirklich wichtigen Modell für die Entwicklung von Farberzeugungstechnologien für Fernseher, Telefone und andere Geräte, die einfacher anzusehen sind.
Das Schillern, das normalerweise mit Strukturfarben einhergeht, ist eines der großen Hindernisse bei der Entwicklung der Strukturfarbentechnologie. Die meisten künstlichen Farben in unserer Welt basieren auf Pigmenten. Pigmente sind Materialien, die bestimmte Lichtwellenlängen absorbieren. Chlorophyll in Pflanzen zum Beispiel ist ein Pigment, das vorzugsweise alle Wellenlängen des Lichts außer Grün absorbiert – und es ist das reflektierte Licht, das den Blättern ihr Grün verleiht. Wir verwenden Pigmente in unseren Farben, unserer Kleidung und sogar unseren Lebensmitteln – aber Pigmente neigen dazu, sich mit der Zeit zu zersetzen und scheinen nicht die gleiche Intensität wie Strukturfarben zu erreichen.
Im November gelang es Wissenschaftlern zu schaffen ein weiches Material mit Strukturfarbe die mit steigender Temperatur von rot über grün nach blau wechselt, nachempfunden wie Chamäleons die Farben ändern können ihrer Haut. Sie verändern dynamisch den Abstand von Nanokristallen in ihrer Haut, was wiederum die Art und Weise verändert, wie ihre Haut Licht reflektiert. Das Ergebnis sind dramatische Farbverschiebungen wie bei keinem anderen Landtier. Einen ähnlichen Effekt erzielten die Forscher mit in einem Gel suspendierten Kieselsäurepartikeln.
Anfang dieses Herbstes, Katherine Derla berichtete über ein neues superschwarzes Material Pro Tech-Zeiten Hergestellt aus einer mikroskopischen Struktur von Kohlenstoffnanoröhren auf einer Nanopartikelkugel – es absorbiert bis zu 99 Prozent des sichtbaren Lichts. Die resultierende Farbe ist so dunkel, schreibt Derla, dass das menschliche Auge sie nicht sehen kann. Menschen, die ihre Augen auf die Materialien gelegt haben, sagten, es habe sich angefühlt, als würden sie tief in einen bodenlosen Abgrund oder ein schwarzes Loch blicken.
Die Forscher ließen sich vom Ultraweiß inspirieren Cyphochilus Käfergattung, die ihre Strukturfarbe zurückentwickeln, um ihr Material herzustellen. (Käfer sind wegen ihrer Strukturfarbe ein beliebtes Studienobjekt; hier MIT Technology Review Autorin Kristina Grifantini 'S 2009 Geschichte über grüne Käfer.)
Duhaime-Ross und die Vogelspinnenforscher räumen ein, dass Anwendungen, die auf ihrer Vogelspinnenforschung basieren, in weiter Ferne liegen. Obwohl sie nun eine bessere Vorstellung davon haben, welche mikroskopischen Strukturen für die leuchtend blaue Färbung dieser Tiere verantwortlich sind, verstehen sie immer noch nicht, wie man sie reproduziert. Die Tarantel-Studie ist am besten als Teil davon zu sehen ein größerer Aufwand um besser zu verstehen, wie Pflanzen und Tiere zu ihrer brillanten Färbung kommen – damit Materialwissenschaftler sie kopieren können.