بال‌های پروانه الهام بخش تولید کنندگان پوشاکی که تغییر رنگ می‌دهند

به گزارش مهر، ساختار ریز کریستال مانند که روی بال پروانه‌های حاره‌ای یافت می‌شود، می‌تواند به عرضه پوشاک هوشمندی منجر شود که تغییر رنگ می‌دهند.

فیزیکدان‌های هنگ کنگی دریافتند که چگونه تفاوت‌های ظریف و دقیق در لایه‌های بال پروانه، الگوهای رنگی مختلفی را حتی در بین گونه‌های خویشاوند ایجاد می‌کند.

آنها مدعی‌اند می‌توان با تکرار این فرایند، موادی ساخت که رنگ را به طور دلخواه تغییر دهند.

وقتی نور از جسمی عبور می‌کند شکست آن موجب نمایش رنگین کمانی شده و یک گستره رنگی ایجاد می‌کند. بسته به زاویه دید، رنگی که در این حالت ایجاد می‌شود تغییر می‌کند. زمانی که نور از یک منشور عبور می‌کند، جریانی از رنگ‌های رنگین کمان در سوی دیگر ظاهر می‌شود. مثلا وقتی نور از درون حباب‌ها می‌گذرد رنگین کمانی به نظر می‌رسد.

به همین شکل نوری که از درون بال‌های پروانه‌های خاصی می‌گذرد رنگین کمان ایجاد می‌کند. سه پروانه مورد مطالعه دانشمندان دانشگاه باپتیست هنگ کنگ همگی رنگین کمان را از خود نشان دادند خاصیتی از مواد که رنگ را بسته به زاویه دید تغییر می‌دهد.

آنها در این مطالعه از پروانه Ulysses استفاده کردند که وقتی از بالا به آن نگاه می‌کنیم سبز مایل به آبی می‌شود . قوم و خویش این پروانه موسوم به Papilio peranthus نیز سبز مایل به زرد به نظر می‌رسد. پروانه سوم Emerald Swallowtail نام دارد که سبز پر رنگ است.

با این حال رنگ هر سه این پروانه وقتی از زاویه مختلفی به آنها نگاه شود آبی پر رنگ دیده می‌شود. آنها کشف کردند هر پروانه با رنگ‌های مختلف این کار را انجام می‌دهد از این رو دانشمندان با استفاده از میکروسکوپ‌های الکترونی مقطعی از بال این پروانه‌ها را بررسی کردند.

بال این پروانه حاوی لایه‌های مسطح جامدی موسوم به کوتیکول است که در بین آنها لایه‌های نازکی از هوا قرار دارد. مثلا در پروانه Ulysses هفت لایه کوتیکول دارد در حالی که این کوتیکول در پروانه P. peranthus هشت لایه است.

لایه‌های نازک هوا شامل ستون‌هایی از این کوتیکول هستند که به بال‌ها ساختار کریستال مانند می‌دهد.

مطالعه پروانه Swallowtail نشان داد اگرچه این پروانه سبز به نظر می‌رسد اما وقتی که از زوایای مختلف به آن نگاه شود رنگ آن آبی است. دانشمندان معتقدند این تغییر رنگ ناشی از بال‌های رنگین کمانی این حشره است و می‌توان پارچه‌هایی تولید کرد که این تغییر رنگ را تقلید کنند.

این ساختار مشابه یک آینه چند لایه است که فقط طول موج‌ها یا رنگ‌هایی خاص از نور را منعکس می‌کند. این امر ناشی از تفاوت‌های بسیار ریزی در این کریستال‌ها است که تفاوت در رنگ‌ها را ایجاد می‌کند.

دکتر کوک وای چیاه، مجری این تحقیقات گفت: همه اینها از این حقیقت سرچشمه می‌گیرد که در ساختار بال این سه نوع پروانه، تفاوت‌های بسیار ظریفی وجود دارد.

وی افزود: مشاهده اینکه چگونه طبیعت نانوساختاری ایجاد می‌کند که انسان نمی‌تواند به سادگی آن را تقلید کند، بسیار هیجان انگیز است.

وی افزود: این یافته‌ها می‌تواند به طراحی موادی منجر شود که می‌توانند به همین شیوه تغییر رنگ بدهند و یا رنگ‌های مختلفی را بسته به زاویه دید ایجاد کنند. مثلا می‌توان با این شیوه پوشاکی را تهیه کرد که در طول روز یک رنگ و در شب رنگ دیگری را منعکس کند.