Бабочки демонстрируют одни из самых ярких цветов в природе, а их крылья отображают ослепительную палитру, которая, кажется, меняет оттенки, когда они порхают среди цветов, потягивая нектар.

Эти насыщенные цвета, помимо своей эстетической привлекательности, служат различным целям, таким как маскировка, привлечение партнера и подача предупреждающих сигналов. Но что придает бабочкам их сочный и пленительный окрас?

Бабочки выделяются как одни из самых причудливых по рисунку и окраске существ в природе. Цвета, которые мы наблюдаем на крыльях бабочек, происходят из двух различных источников: обычные (или пигментные) цвета и структурные цвета.

Обычные цвета возникают в результате действия химических пигментов, которые поглощают определенные длины волн света и отражают другие. Известным примером этого процесса является хлорофилл, который придает зеленый цвет растениям, поглощая синие и красные лучи, но отражая зеленые.

Однако по-настоящему завораживающий аспект окраски бабочек заключается в их структурных цветах, обусловленных уникальным строением их крыльев.

Структурные цвета бабочек обусловлены чешуйками, покрывающими их крылья. Эти чешуйки содержат кристаллы, состоящие из хитина, вещества, также присутствующего в экзоскелетах насекомых.

Несмотря на свой крошечный размер, всего лишь несколько нанометров, эти кристаллы обладают исключительно сложной структурой. Нанотехнология, область, имеющая применение в медицине, электронике и космических путешествиях, также имеет дело с созданием структур на наноуровне.

Однако сложность наноструктур в крыльях бабочек превосходит те, которые созданы усилиями человека. В настоящее время ученые исследуют, как кристаллическое развитие, наблюдаемое в крыльях бабочки, может быть применено в различных отраслях промышленности.

Изучение развития крыльев бабочек в режиме реального времени в настоящее время неосуществимо. Исследователи обращаются к изучению чешуек взрослых бабочек, увеличивая их, чтобы раскрыть их секреты.

Одно из таких исследований сосредоточилось на небольшой серой бабочке из Мексики, известной своими чернильно-черными крыльями с синими отметинами на верхней стороне и зелеными с красными отметинами на нижней.

При увеличении зеленые чешуйки оказались удивительно сложными. Несмотря на ярко-зеленый цвет, они имели оранжево-красный фон, а сами чешуйки состояли из нескольких не перекрывающих друг друга цветных блоков.

Каждая чешуйка содержала структурированные нанокристаллы, расположенные в линейном порядке от маленьких к большим на крыльях. Интересно, что эти нанокристаллы были не плотно прикреплены, а свободно прилегали к нижней стороне крыла.

Такое расположение предполагало застывший во времени процесс развития, демонстрирующий стадии формирования кристаллов. Предполагается, что чешуйки могут сначала образовывать внешнюю оболочку, а затем внутреннюю кристаллическую структуру.

Концентрируясь на одном виде бабочек из широкого спектра, превышающего десятки тысяч, исследователи утверждают, что наблюдаемый процесс развития может иметь отношение к большинству чешуек крыльев бабочек.

Это понимание может найти более широкое применение, особенно в нанотехнологии, где манипулирование направлением света, как это видно на крыльях бабочек, может иметь решающее значение.

На самом деле, замысловатые узоры, созданные природой, такие как те, что встречаются на крыльях бабочек, продолжают вдохновлять на технологические достижения в различных областях.