Ученые: открыт новый принцип формирования цвета в природе

Учеными из Йельского университета (США) и Швейцарского университета в Фрибурге был обнаружен новый принцип генерации цвета в природе после наблюдения за "радужным долгоносиком". Новый принцип может быть в будущем использован при создании косметики, более ярких красок с разными оттенками, компьютерных мониторов и прочих устройств которые смогут проецировать неизменное изображение при наблюдении под любым углом, а также для передачи сигнала в оптических каналах связи с меньшими потерями.

Во время проведения исследования ученые изучили радужные рисунки на надкрыльях (крыльях) жука долгоносика с Филиппин - Pachyrrhynchus congestus pavonius, используя высокоэнергетические рентгеновские лучи, сканирующую электронную микроскопию и оптическое моделирование. Им удалось обнаружить, что для создания радужной палитры цветов, жук долгоносик применял механизм генерации цвета, который до сих пор наблюдается лишь у кальмаров, каракатиц и осьминогов, известных своим камуфляжем, изменяющим цвет.

У «Радужного» долгоносика имеются радужные пятна на грудной клетке и надкрыльях. Данные пятна состоят из практически круглых чешуек, которые расположены в концентрических кольцах разнообразных оттенков, от синего в центре до красного снаружи, как радуга. Хотя многие насекомые обладают способностью вырабатывать один либо 2 цвета, редко случается, что одно насекомое может производить такой широкий спектр различных цветов. Ученых заинтересовал механизм естественного образования этих цветообразующих структур, так как современные технологии неспособны синтезировать подобные структуры.

«Конечной целью исследований в данной области является выяснение того, как жук долгоносик формирует данную структуру, потому что, используя современные технологии мы пока ничего подобного сделать не можем», - сообщил один из авторов исследования д-р Saranathan. «Способность создавать структуры, которые могут обеспечить высокую точность цвета независимо от угла зрения, можно будет применить в любой, сфере занимающейся производством цветов».

Д-р Saranathan и другие ученые исследовали строение надкрыльев, на предмет определения, является ли цветообразующий слой трехмерной кристаллической структурой, образованной из хитина, который является основой экзоскелета у насекомых. Было обнаружено, что яркие цвета радуги на крыльях долгоносика определяются: размером кристаллической структуры и объемом хитина из которого состоят кристаллы.

Большие чешуйки имеют большую кристаллическую структуру и используют больший объем хитина для отражения красного света, меньшие имеют меньшую кристаллическую структуру и используют меньший объем хитина для отражения синего света, пишет sciencedaily.com. По словам доктора Saranathan, который ранее исследовал более 100 видов насекомых и пауков и каталогизировал их механизмы генерации цвета, эта способность одновременно использовать как размерные, так и объемные факторы для тонкой настройки цветного материала ранее не была обнаружена у насекомых. «Это отличается от обычного способа, используемого природой для получения разных оттенков у одного и того же животного, где структуры хитина имеют фиксированный размер и объем, а разные цвета генерируются путем ориентации структуры под разными углами, что отражает разные длины световых волн», - объяснил доктор Saranathan.