Mikrocząsteczki znajdujące się w wydzielinach cykad mogą stać się sekretnym składnikiem do produkcji peleryny niewidki. Cząsteczki te zmieniają długość fali światła, co można wykorzystać do uzyskania efektu niewidzialności.
Cząsteczki wytwarzane przez cykady nie tylko odpychają wodę z ich skrzydeł, ale także zmieniają długości fal światła, co może być przydatne dla naukowców w ich długotrwałych próbach stworzenia peleryny-niewidki.
Kluczem do uczynienia obiektów niewidzialnymi jest znalezienie sposobu na pochłanianie światła, które przesłania obiekty. Okazuje się, że dokładnie to robi cykada, chowając się przed drapieżnikami.
Naukowcy z University of Pennsylvania stworzyli syntetyczny materiał naśladujący mikrocząstki używane przez cykady. Osiąga się to dzięki zastosowaniu studni wielkości nanometrów, zdolnych do pochłaniania światła w szerokim zakresie długości fal pochodzących z różnych kierunków.
Ten materiał pozwala lepiej zrozumieć, dlaczego mikrocząstki cykady (brochosomy) są tak skuteczne w kamuflowaniu owadów i mogą służyć do kamuflowania wszystkiego.
„Wiedzieliśmy, że nasze syntetyczne cząstki mogą być interesujące optycznie ze względu na ich strukturę” - powiedział jeden z naukowców Tak-Sing Wong. - Następnie kierownik badania, Shikuan Yang, zwrócił uwagę, że cykada tworzy powłokę, której struktura jest bardzo zbliżona do naszego materiału syntetycznego. To dało nam powód do zastanowienia się, jak cykady wykorzystują ten materiał”.
Brochosomy są jak małe piłeczki. Naukowcy od dawna próbowali sztucznie je odtworzyć.
Wykorzystując złożony proces obejmujący pięć kroków, naukowcy byli w stanie stworzyć podobne mikrocząstki zdolne do wychwytywania do 99% światła w zakresie ultrafioletu, widzialnego i podczerwieni. Brak odbitego światła oznacza, że obserwator po prostu nie ma nic do zobaczenia.
Film promocyjny:
Badanie tych sztucznych brochosomów pomogło zrozumieć mechanizm „znikania” cykad, ponieważ żerujące na nich owady drapieżne i ptaki widzą w zakresie ultrafioletowym i widzialnym.
Po nałożeniu syntetycznego materiału na liście, w emulacji wzroku biedronki (z ograniczeniem zakresu widzialnego), kolory liści i mikrocząstek praktycznie się pokrywały.
Stworzenie peleryny niewidki wciąż przekracza nasze możliwości - a niektórzy fizycy są pewni, że jest to po prostu niemożliwe - ale naukowcy uważają, że wyniki uzyskane z cykad można rozszerzyć i zastosować w prawdziwych materiałach.
„Różne materiały mają różne zastosowania” - mówi Wong. „Na przykład tlenek manganu jest szeroko stosowany w superkondensatorach i bateriach. Dzięki dużej powierzchni nasze cząsteczki mogą być dobre dla elektrod akumulatorowych, przyspieszając reakcję chemiczną”.
Jako powłoka przeciwodblaskowa nowy materiał może pomóc czujnikom i kamerom poprawić stosunek sygnału do szumu, zwiększyć możliwości teleskopu, a nawet poprawić wydajność ogniw słonecznych. We wszystkich tych przypadkach bardzo ważny jest poziom pochłaniania energii świetlnej.
Wygląda na to, że przez chwilę będziemy musieli obejść się bez peleryny-niewidki; niemniej jednak badanie to otwiera nowe perspektywy, a naukowcy mają nadzieję, że materiał będzie działał na dłuższych falach.
„Zwiększając tę strukturę, mogłaby być w stanie pochłonąć dłuższe fale elektromagnetyczne, takie jak średnia podczerwień, a to rozszerzy zakres zastosowań jako czujnik i magazynowanie energii” - mówi Wong.
Vadim Tarabarko