Evolutie heeft gecreëerd in bijen, vlinders, en kevers, iets waar optische ingenieurs al jaren mee worstelen:nauwkeurig georganiseerde biofotonische kristallen die kunnen worden gebruikt om zonnecellen te verbeteren, glasvezelkabels, en zelfs cosmetica en verf, een nieuwe door Yale geleide studie heeft gevonden.

Het Yale-team gebruikte röntgenstralen met hoge intensiteit in het Argonne National Laboratory in Chicago om kleurproducerende nanostructuren te onderzoeken in haarachtige structuren die sommige soorten vlinders bedekken, snuitkevers en kevers, bijen, en spinnen en vogelspinnen. Ze ontdekten dat de architectuur van deze nanostructuren identiek is aan chemische polymeren die zijn ontwikkeld door scheikundigen en materiaalwetenschappers. volgens het rapport gepubliceerd op 14 mei in het tijdschrift Nano-letters .

Ingenieurs, echter, hebben moeite gehad om deze polymeren in grotere structuren te organiseren waardoor ze commercieel haalbaar zouden zijn.

"Deze biofotonische nanostructuren hebben dezelfde vormen die vaak worden gezien in mengsels van grote, synthetisch, Lego-achtige moleculen die blokcopolymeren worden genoemd, ontwikkeld door chemici, " zei hoofdauteur Vinod Saranathan, voormalig Yale-afgestudeerde student en nu faculteitslid aan het Yale-NUS College in Singapore.

Deze kunstmatige nanostructuren moeten een orde van grootte groter zijn - zoals die in de schubben van kevers en vlinders - om met licht te interfereren en verzadigde kleuren te maken. Ingenieurs, chemici, en natuurkundigen vinden het momenteel moeilijk om de zelfassemblage van synthetische polymeren te beheersen om de gewenste vorm van moleculen over een groot gebied te bereiken, zei Saranathan.

"geleedpotigen zoals vlinders en kevers, die in de loop van miljoenen jaren van selectie zijn geëvolueerd, lijken deze fotonische nanostructuren routinematig te maken met behulp van zelfassemblage en op de gewenste optische schaal, net als in moderne technische benaderingen, " zei Richard Prüm, de William Robertson Coe Professor in de afdeling Ecologie en Evolutionaire Biologie en senior auteur van het artikel.