Wetenschappers hebben een manier ontdekt om de verbluffend heldere en mooie kleuren op de vleugels van tropische vlinders na te bootsen. De bevindingen kunnen belangrijke toepassingen hebben in de veiligheidsdrukindustrie, helpen om bankbiljetten en creditcards moeilijker te vervalsen.

De opvallende iriserende kleuren op kevers, vlinders en andere insecten hebben zowel natuurkundigen als biologen lang gefascineerd, maar het meest kleurrijke van de natuur nabootsen, opvallende oppervlakken is ongrijpbaar gebleken.

Dit komt deels omdat, in plaats van te vertrouwen op pigmenten, deze kleuren worden geproduceerd door licht dat weerkaatst op microscopisch kleine structuren op de vleugels van de insecten.

Mathias Kolle, in samenwerking met professor Ullrich Steiner en professor Jeremy Baumberg van de Universiteit van Cambridge, bestudeerde de Indonesische pauw- of zwaluwstaartvlinder ( Papilio blumei ), waarvan de vleugelschubben zijn samengesteld uit ingewikkelde, microscopisch kleine structuren die lijken op de binnenkant van een eierdoos.

Vanwege hun vorm en het feit dat ze zijn opgebouwd uit afwisselende lagen cuticula en lucht, deze structuren produceren intense kleuren.

Met behulp van een combinatie van nanofabricageprocedures - inclusief zelfassemblage en afzetting van atomaire lagen - maakten Kolle en zijn collega's structureel identieke kopieën van de vlinderschubben, en deze kopieën produceerden dezelfde levendige kleuren als de vleugels van de vlinders.

Volgens Kolle:"We hebben een van de geheimen van de natuur ontgrendeld en deze kennis gecombineerd met ultramoderne nanofabricage om de ingewikkelde optische ontwerpen in de natuur na te bootsen."

"Hoewel de natuur beter is in zelfassemblage dan wij, we hebben het voordeel dat we een grotere verscheidenheid aan kunstmatige, op maat gemaakte materialen om onze optische structuren te optimaliseren."

Naast het helpen van wetenschappers om een ​​dieper inzicht te krijgen in de fysica achter de kleuren van deze vlinders, in staat zijn om ze na te bootsen heeft veelbelovende toepassingen in beveiligd printen.

"Deze kunstmatige structuren zouden kunnen worden gebruikt om informatie in optische handtekeningen op bankbiljetten of andere waardevolle items te versleutelen om ze te beschermen tegen vervalsing. We moeten ons systeem nog verfijnen, maar in de toekomst zouden we structuren kunnen zien op basis van vlindervleugels die schijnen vanaf een biljet van £ 10 of zelfs onze paspoorten, " hij zegt.

Intrigerend, de vlinder kan ook zijn kleuren gebruiken om zichzelf te coderen - de ene kleur lijkt voor potentiële partners, maar een andere kleur voor roofdieren.

Kolle legt uit:"De glanzende groene vlekken op de vleugelschubben van deze tropische vlinder zijn een prachtig voorbeeld van de vindingrijkheid van de natuur in optisch ontwerp. Met de juiste optische apparatuur zien deze vlekken er helderblauw uit, maar met het blote oog lijken ze groen.

"Dit zou kunnen verklaren waarom de vlinder op deze manier is geëvolueerd om kleur te produceren. Als zijn ogen andere vlinders als helderblauw zien, terwijl roofdieren alleen groene plekken zien in een groene tropische omgeving, dan kan het zich verbergen voor roofdieren en tegelijkertijd zichtbaar blijven voor leden van zijn eigen soort."

De resultaten worden vandaag gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie .