211service.com
Hoe blauwe vogelspinnen de schermen voor tv's, telefoons en computers kunnen verbeteren
Als je langs het haar, de grote hoektanden en de overvloed aan ogen en benen kunt kijken, zijn vogelspinnen eigenlijk best mooi. Er zijn Halloween-ready exemplaren met diepzwarte lichamen en heldere roestaccenten; er zijn citroengeel, autoshow-waardige chromen en een verscheidenheid aan opwindende blues. Het is de aard van deze blues die vogelspinnen onderscheidt van andere dieren en interessant zijn voor zowel biologen als materiaalingenieurs.
Arielle Duhaime-Ross aan de rand sprak met de auteurs van een studie die vorige week werd gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang het onderzoeken van de microscopische structuur en evolutionaire oorsprong van de idiosyncratische kleuring van vogelspinnen.
Metallic blues is geen exclusieve kleur voor vogelspin - ze zijn te vinden op veel kevers en vlinders, en zelfs op gewone kraaien bij bepaalde verlichting. Dat bepaalde verlichtingsbit is de sleutel. Het zou je vergeven zijn als je het niet merkt, maar het blauw van vogelspinnen is niet iriserend - dat wil zeggen, het verandert niet afhankelijk van de kijkhoek. Dat is een groot verschil met de sterk iriserende structurele kleuren die te zien zijn bij de meeste vogels, vlinders en kevers, schrijft Duhaime-Ross. Vervolgens citeert ze Todd Blackledge, een van de auteurs en een arachnoloog aan de Universiteit van Akron. Dit maakt vogelspinnen mogelijk een heel belangrijk model voor het ontwerpen van kleurproducerende technologie voor tv's, telefoons en andere apparaten die gemakkelijker te bekijken zijn.
De irisatie die gewoonlijk hand in hand gaat met structurele kleur, is een van de grote obstakels bij de ontwikkeling van structurele kleurtechnologie. De meeste kunstmatige kleurstoffen in onze wereld zijn gebaseerd op pigmenten. Pigmenten zijn materialen die bepaalde golflengten van licht absorberen. Chlorofyl in planten is bijvoorbeeld een pigment dat bij voorkeur elke golflengte van licht absorbeert, behalve groen - en het is het gereflecteerde licht dat bladeren hun groen geeft. We gebruiken pigmenten in onze verven, onze kleding en zelfs ons voedsel, maar pigmenten hebben de neiging om na verloop van tijd af te nemen en lijken niet in staat om dezelfde intensiteit te bereiken als structurele kleuren.
In november slaagden wetenschappers erin om een zacht materiaal met een structuurkleur dat verandert van rood naar groen naar blauw met toenemende temperatuur, gemodelleerd naar de manier waarop kameleons de kleuren kunnen veranderen van hun huid. Ze veranderen dynamisch de afstand tussen nanokristallen in hun huid, wat op zijn beurt de manier verandert waarop hun huid licht reflecteert. De resultaten zijn dramatische kleurverschuivingen in tegenstelling tot andere landdieren. De onderzoekers bereikten een vergelijkbaar effect met silicadeeltjes gesuspendeerd in een gel.
Eerder dit najaar heeft Katherine Derla gerapporteerd over een nieuw superzwart materiaal voor Technische tijden gemaakt met behulp van een microscopische structuur van koolstofnanobuisjes bovenop een nanodeeltjesbol - het absorbeert tot 99 procent van het zichtbare licht. De resulterende kleur is zo donker, schrijft Derla, dat het menselijk oog het niet kan zien. Mensen die de materialen hebben gezien, zeiden dat het voelde alsof ze diep in een bodemloze afgrond of een zwart gat keken.
De onderzoekers haalden hun inspiratie uit de ultrawitte Cyphochilus geslacht van kever, reverse-engineering van de structurele kleur om hun materiaal te creëren. (Kevers zijn een populair studieonderwerp vanwege hun structurele kleur; hier is: MIT Technology Review schrijfster Kristina Grifantini 's 2009 verhaal over groene kevers.)
Duhaime-Ross en de tarantula-onderzoekers erkennen dat alle toepassingen op basis van hun tarantula-onderzoek nog ver weg zijn. Hoewel ze nu een beter idee hebben van welke microscopische structuren verantwoordelijk zijn voor de schitterende blauwe kleuring van deze dieren, begrijpen ze nog steeds niet hoe ze het moeten reproduceren. De tarantula-studie kan het beste worden gezien als onderdeel van: een grotere inspanning om beter te begrijpen hoe planten en dieren hun schitterende kleur krijgen, zodat materiaalwetenschappers het kunnen kopiëren.