Ученые из Кембриджа нашли способ сымитировать поразительно яркие цвета, которые можно увидеть на крыльях тропических бабочек. При этом они преследовали не только эстетические цели — метод, возможно, будет применяться в защищенной полиграфии, чтобы усложнить злоумышленникам подделку денежных знаков и кредитных карт.

Papilio blumei
Отражение света от различных участков крыла P. blumei формирует зеленую окраску для хищников и синюю — для сородичей.
Поверхность крыла бабочки под электронным микроскопом
Микроскопические ячейки, покрытые 11ю чередующимися слоями титана и алюминия
Искусственный образец меняет цвет с красного на голубой в зависимости от угла зрения

Яркие, переливающиеся крылья некоторых бабочек, жуков и других насекомых давно привлекают внимание не только случайных наблюдателей, но и ученых. Однако имитация оптических свойств этих чарующих поверхностей оказалась непростой задачей.

Отчасти это объясняется тем, что эти удивительные цвета появляются не только благодаря пигментации, но и из-за специфики отражения света от микроскопических структур на крыльях насекомых.

Пристальному вниманию ученых подверглась бабочка Papilio blumei — парусник Блюме, отличающаяся крупными размерами и чарующей окраской. Поверхность крыльев этой бабочки покрыта однообразными микроскопическими углублениями.

Крылья бабочки состоят из чередующихся слоев кутикулы (хитиновой оболочки) и воздуха, что в сочетании с ячеистой структурой формирует столь привлекательную окраску.

Используя сочетание нескольких методов создания наноструктур (таких как самосборка и метод осаждения атомных слоев), исследователи смогли создать искусственные поверхности, структурно идентичные крыльям бабочек — и они засияли такими же яркими цветами! И, хотя природа до сих пор остается непревзойденным мастером «самосборки», у ученых есть перед ней некоторое преимущество — они могут использовать гораздо более широкий спектр искусственных материалов, специально изготовленных для оптимизации оптических свойств полученных структур.

Возможно, однажды мы увидим подобные переливающиеся элементы на банкнотах или даже в наших паспортах. Исследователи полагают, что технологию создания искусственных «крыльев бабочки» можно использовать в защищенной полиграфии и для шифрования информации.

Интересно, что бабочки тоже вполне успешно «шифруются» благодаря структуре своих крыльев: хищникам бабочка кажется, например, зеленой, а сородичам — синей. Разглядывая один и тот же участок крыла бабочки сначала под увеличением, а затем невооруженным глазом, мы увидим сперва синее пятно, а потом — зеленое. Глаз бабочки различает синие участки на крыльях своих сородичей, тогда как хищники вынуждены высматривать зеленых бабочек в зеленой листве.

По пресс-релизу University of Cambrige