Всё в мире относительно. Мало кто сомневается, что лист бумаги белого цвета. Но стоит положить на него белого бриллиантового жука (Cyphochilus sp.), как это утверждение покажется менее очевидным. Крошечные насекомые, обитающие в Юго-Восточной Азии, обладают самым насыщенным белым цветом в живой природе, который не может воспроизвести ни одна существующая технология.
Несколько лет назад исследователь Пит Вукусич (Pete Vukusic) из университета Эксетера обнаружил, что покрытие панциря бриллиантового жука представляет собой поразительный пример природных нанотехнологий. Цвет насекомого обусловлен не пигментами, а размером и свойствами тончайших хитиновых чешуек, покрывающих их панцирь.
Белый бриллиантовый жук рода Cyphochilus (фото University of Cambrige).
Известно, что белый образуется путём смешения всех остальных цветов спектра. При этом наибольшая белизна получается, если все цвета отражаются с одинаковой силой. Такое явление встречается в природе чрезвычайно редко и требует наличия многих слоёв цветообразующего покрытия.
Соавтор нового исследования Сильвия Виньолини (Silvia Vignolini) из Кембриджского университета приводит в качестве примера красную стену, которую необходимо покрасить белой краской. С каждым слоем красный цвет будет просвечивать всё слабее, и стена станет казаться белее. При этом толщина краски будет увеличиваться. Но оказалось, что покрытие панциря жука невероятно тонкое, а ослепительный белый цвет образуется благодаря сложной пространственной структуре слоя.
С помощью высокоточных приборов учёные выяснили, что покрытие панциря жуков состоит из тончайших нитей хитина, сплетённых в сложную сеть. Толщина нитей составляет тысячные доли миллиметра.
Покрытие панциря белого бриллиантового жука в разрезе (фото Lorenzo Cortese).
Любопытно, что сам по себе хитин, составляющий основу панциря всех членистоногих, отражает свет очень плохо. Но благодаря особой структуре, где нити разного размера и толщины сплетаются под разными углами, свет отражается очень эффективно, а главное, все цвета "отскакивают" в одном направлении.
"Для создания любого другого цвета требуется строго упорядоченная структура, но для идеального белого ключевую роль наоборот сыграл беспорядок, — говорит Виньолини в пресс-релизе. — При этом наши расчёты показали, что если расположить те же элементы случайным образом, эффект будет гораздо слабее".
Покрытие жуков, судя по всему, сформировалось в ходе естественного отбора. Оно защищает насекомых, к слову, обитающих на белых грибах, от хищников и при этом избавляет от дополнительного веса, что крайне важно для летающих существ.
Авторы статьи, опубликованной в издании Nature, не сомневаются, что в скором времени покрытие белого бриллиантового жука вдохновит учёных на создание искусственных наноструктур, обладающих идеальным белым цветом.
