Les ailes de papillon ont une structure cachée qui rivalise avec Vantablack dans son obscurité

Les ailes de papillon ont une structure cachée qui rivalise avec Vantablack dans son obscurité

 

Les papillons ont pris la couleur noire à un tout nouveau niveau. Les écailles qui bardent les ailes sombres de cet insecte sont presque à égalité avec le plus noir des revêtements noirs fabriqués par les humains – sauf qu’ils ne représentent qu’un cinquième de l’épaisseur.

 

D’une largeur de quelques microns seulement, ces nanostructures naturelles absorbent 99,94% de la lumière qui les frappe, ne permettant qu’une petite quantité de réflexion.

Pour mettre cela en perspective, Vantablack, qui était le matériau le plus noir connu de la science, absorbe 99,96% de la lumière . Et le matériau qui a dépassé sa noirceur a des nanotubes de carbone (CNT) alignés verticalement qui peuvent absorber plus de 99,995%.

Même pour le monde naturel, cependant, les papillons ultra-noirs sont, enfin, ultra-noirs. En examinant 10 espèces du monde entier, qui étaient soit ultra-noires, normales noires ou brun foncé, les chercheurs de l’Université Duke ont découvert que ces créatures étaient entre 10 à 100 fois plus foncées que le charbon de bois, l’asphalte frais et le velours.

C’est l’échantillon le plus large de papillons noirs étudié à ce jour, avec des espèces venant d’Amérique centrale et d’Amérique du Sud, ainsi que d’Asie.

“Pourquoi être si noir?” se demande le biologiste Alex Davis. “Nous pensons que c’est probablement une sorte de signal pour les amis ou peut-être un prédateur. Mais il y a une foule d’autres possibilités, et nous espérons clarifier cela.”

Sous un microscope électronique, les écailles sur une aile de papillon ressemblent à des spongieuses ou à des mailles, avec des crêtes et des trous maintenus par des faisceaux de tissu en forme de pilier (voir l’image ci-dessus).

Auparavant, c’était les trous entre ces piliers qui étaient censés influencer le niveau de noirceur, mais le biologiste Sönke Johnsen pense maintenant la forme et la taille de ces creux -out espaces “ n’a pas d’importance ” autant.

Les papillons ultra-noirs étudiés montraient une variété de trous, en forme de nid d’abeilles, de rectangles et de motifs en chevrons. Mais il y avait autre chose qu’ils avaient tous en commun. . ainsi que des piliers plus profonds et plus épais en dessous.

En exécutant ces deux fonctionnalités par le biais de simulations informatiques, les chercheurs illustrent que les échelles manquantes dans les surfaces striées ou les piliers intérieurs réfléchissent jusqu’à 16 fois plus de lumière. C’est essentiellement comme passer de l’ultra-noir au brun foncé.

Avec un contraste supplémentaire des bordures blanches ou des taches lumineuses à proximité, ces couleurs sombres sur les ailes d’un papillon apparaissent encore plus sombres.

“Étant donné que ces changements structurels augmentent la surface d’absorption”, écrivent les auteurs , “nous concluons que les papillons fonctionnent selon les mêmes principes de conception que les matériaux synthétiques ultra-noirs – surface élevée rugosité et une grande surface d’absorption. ”

Mais parce que ces échelles sont plusieurs fois plus fines que les nanotubes de carbone empilés, les ingénieurs et les biologistes souhaitent découvrir comment ils peuvent emprisonner autant de lumière sans s’alourdir.

La réponse pourrait peut-être nous aider à concevoir de meilleurs panneaux solaires et télescopes. Il pourrait même camoufler un avion afin qu’il ne puisse pas être détecté la nuit ou par radar.

Les possibilités sont énormes pour un tel mécanisme nanoscopique.

L’étude a été publiée dans Nature Communications .

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