Il verde è sempre stato il colore dell'invidia e nella nanotecnologia, non è diverso.

Gli esseri umani si sono sempre rivolti alla natura per suggerimenti, strumenti e #inspo.

Per secoli, abbiamo usato pigmenti vegetali e animali per tingere i nostri vestiti di tutti i colori dell'arcobaleno.

Ma alcune sfumature vengono più facilmente di altre.

Getta un po' d'ombra

In natura, i coloranti verdi o blu sono difficili da realizzare.

Oggi, possiamo creare cose blu in due colpi di coda di un cane. Ma prima dei coloranti sintetici, l'indaco di origine vegetale era "oro blu", una merce così preziosa che molte persone sono state sfruttate nella sua produzione.

Altrettanto difficile da reperire erano i coloranti verdi. Soprattutto, la gente mischiava l'indaco con i pigmenti gialli dello zafferano, curcuma e bucce di cipolla.

Tuttavia, la piccola farfalla dalla striscia di capelli, come molte altre farfalle, è stata in grado di evitare del tutto la via chimica. Per ottenere la sua tonalità Grinchy, imita semplicemente fisicamente la lunghezza d'onda della luce.

vedere il verde

Quindi il dogma è che la luce viaggia in onde.

Colori diversi corrispondono a lunghezze d'onda diverse. Le lunghezze d'onda sono misurate dalle distanze tra i picchi e le depressioni nelle onde luminose.

Percepiamo le cose come determinati colori perché i pigmenti assorbono determinate lunghezze d'onda.

I miei jeans sono blu perché contengono pigmenti che assorbono il viola, indaco, verde, giallo, luce arancione e rossa ma riflettono il blu. Le mie scarpe sono nere perché la pelle è stata trattata con macchie che assorbono tutti i colori, e la mia maglietta è rosa perché è solo di un colore dannatamente carino.

Diventiamo fisici

Ma il colore non è sempre chimico. A volte è fisico.

sull'ala della ciocca di capelli, la colorazione strutturale si verifica quando la luce rimbalza sui cristalliti microscopici.

I cristalliti hanno questa folle struttura a labirinto 3D. Gli scienziati li chiamano giroidi.

Una rete di nanostrutture giroidi copre le singole scale sull'ala. I cristalliti risalgono le creste lungo le squame e sono attraversati da nervature.

Ciò significa che ogni singola squama di farfalla è ricoperta da una struttura complessa ma altamente regolare con picchi e avvallamenti uniformemente distanziati.

Poiché le distanze tra i picchi e gli avvallamenti di questa struttura corrispondono alla lunghezza d'onda della luce verde, vediamo il verde.

Le cose difficili

Le nanostrutture giroidi biologiche sono state studiate a fondo solo di recente. Ma non perché gli scienziati non fossero interessati a loro.

Il loro davvero, le dimensioni davvero ridicolmente minuscole li rendono piuttosto difficili da esaminare. Letteralmente, un centro per le formiche sarebbe mille volte troppo grande per loro.

Un altro problema è che la maggior parte di essi è costituita da una sottile membrana supportata dall'acqua.

Per cercare di dare un'occhiata a queste strutture viventi all'interno di un microscopio elettronico, dobbiamo metterli nel vuoto.

Questo va oltre a soffiare bolle di sapone nello spazio esterno, in altre parole, non bene.

Senza aria da spingere indietro sulla membrana, scoppiano. Rapidamente.

Ma i giroidi della nostra farfalla non sono fatti di membrane. Piuttosto, sono fatti di un materiale duro chiamato chitina. È uno zucchero che si trova nei gusci di insetti e crostacei oltre che nelle squame dei pesci e nei funghi.

Ed è molto più facile ottenere una buona immagine di cosa c'è sotto un microscopio su scala nanometrica.

Piccole intuizioni

Le nanostrutture sono praticamente ovunque, e sono utili per quasi tutto.

Rendono le foglie di loto autopulenti. Rendono appiccicosi i piedi dei gechi. Aiutano i falchi acquatici a camminare sull'acqua.

Possiamo solo osservare quelli che creano un effetto ottico, ma anche allora, sono abbastanza comuni.

I lucenti arcobaleni che giocano sui gusci delle ostriche da diverse angolazioni. Le tonalità vibranti dell'ara blu e gialla (dal nome innovativo). O la bacca di marmo, che potrebbe essere il materiale biologico più brillante del mondo.

Tutti questi provengono da nano bit e bob che interferiscono con la luce.

Anche tra le farfalle, le nanostrutture sono comuni. Possono creare blues, verdi e iridescenze. Anche il rivestimento antiriflesso sulle farfalle glasswing quasi invisibili deve ringraziare le nanostrutture.

Fondamentalmente, i giroidi della farfalla hairstreak sono speciali, ma non così speciali.

Ciò che lo rende unico è che, per la prima volta, abbiamo un'immagine di come potrebbero formarsi le nanostrutture.

Gli scienziati hanno descritto quelli che sembrano giroidi in crescita che salgono dalla radice alla punta delle scaglie delle ali.

Come i von Trapp allineati nelle loro uniformi abbinate, le strutture nanocristalline progrediscono da piccole a grandi.

Da questa istantanea, gli scienziati possono dedurre come nascono le nanostrutture.

Mostro dagli occhi verdi

Tutta questa nano azione rende gli scienziati un po' gelosi.

Gli esseri umani potrebbero usare le nanostrutture per tante cose diverse e utili.

E ne usiamo già molto nella nostra vita quotidiana. Ma abbiamo studiato le cose solo negli ultimi anni. La natura ha un piccolo vantaggio (leggi:3 miliardi di anni) nell'evoluzione della produzione di massa efficiente di nanostrutture.

Quindi, come fanno le farfalle a gelarsi in nano bling al pipistrello di un ommatidia? Questa osservazione dell'ala dell'hairstreak è il primo passo per rispondere a questa domanda.

Ma sicuramente prima che lo sappiamo, i nostri vestiti saranno ricoperti di autopulente, che cambia colore, nanostrutture invisibili per il controllo del clima.

Non è la prima volta che gli umani prendono ispirazione dalla natura. E sicuramente non sarà l'ultimo.

Questo articolo è apparso per la prima volta su Particella, un sito web di notizie scientifiche con sede a Scitech, Perth, Australia. Leggi l'articolo originale.