Wetenschap
Een miniatuur pauwspin met regenboog-irisering. a Een volwassen mannetje Maratus robinsoni. b A M. robinsoni rustend op een menselijke vingernagel:de spin is slechts ~ 2,5 mm groot. De iriserende buik van de spin wordt aangegeven door de zwarte pijl. c Een ingezoomde weergave (schaalbalk:200 m) van dezelfde spinbuik zoals weergegeven in het gestippelde vierkant van a, maar met verschillende kijkhoeken. Merk op dat de kleuren van de iriserende vlekken bijna veranderen in hun complementaire kleuren tussen de twee verschillende weergaven, van blauw naar rood (rode pijlen), en van paars naar geelgroen (blauwe pijlen). Credit: Natuurcommunicatie (2017). DOI:10.1038/s41467-017-02451-x
Zelfs als je arachnofoob bent, je hebt vast wel eens foto's of video's gezien van Australische pauwspinnen (Maratus spp.). Deze kleine spinnen zijn slechts 1-5 mm lang, maar staan bekend om hun flamboyante verkeringsvertoningen met diverse en ingewikkelde lichaamskleuringen, patronen, en bewegingen.
De extreem grote voorste mediane ogen van de spinnen hebben een uitstekend kleurenzicht en combineren met hun felle kleuren om pauwspinnen schattig genoeg te maken om de meeste mensen van hun arachnofobie te genezen. Maar deze displays zijn niet alleen mooi om naar te kijken, ze inspireren ook nieuwe manieren voor mensen om kleur te produceren in technologie.
Eén soort pauwspin - de regenboogpauwspin (Maratus robinsoni) is bijzonder netjes, omdat het een intens regenboog-iriserend signaal laat zien in de verkering van de mannetjes aan de vrouwtjes. Dit is het eerste bekende geval in de natuur van mannen die een hele regenboog van kleuren gebruiken om vrouwen te verleiden. Dr. Bor-Kai Hsiung leidde een internationaal team van onderzoekers uit de VS (UAkron, Cal Tech, UC San Diego, UNL), België (Universiteit Gent), Nederland (UGroningen), en Australië om te ontdekken hoe regenboogpauwspinnen dit unieke veelkleurige iriserende signaal produceren.
Met behulp van een breed scala aan onderzoekstechnieken, inclusief licht- en elektronenmicroscopie, hyperspectrale beeldvorming, beeldvormende scatterometrie, nano 3D-printen en optische modellering, het team ontdekte dat de oorsprong van deze intense regenboogkleurenspel voortkwam uit gespecialiseerde buikschubben van de spinnen. Deze schalen hebben een aërodynamische microscopische 3D-contour met diffractieroosterstructuren op nanoschaal op het oppervlak.
De interactie tussen het nano-diffractierooster aan het oppervlak en de microscopische kromming van de schalen maakt scheiding en isolatie van licht in de samenstellende golflengten onder fijnere hoeken en kleinere afstanden mogelijk dan mogelijk is met de huidige door de mens gemaakte technische technologieën.
Inspiratie van deze super iriserende schalen kan worden gebruikt om de huidige beperkingen in spectrale manipulatie te overwinnen, en om de afmetingen van optische spectrometers verder te verkleinen voor toepassingen waar spectrale resolutie op kleine schaal vereist is in een zeer klein pakket, met name instrumenten voor ruimtemissies, of draagbare chemische detectiesystemen. En het kan een breed scala aan implicaties hebben op gebieden variërend van biowetenschappen en biotechnologie tot materiaalwetenschappen en engineering.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com