ПОСЛЕЗАВТРА
Изучена стелс-технология насекомых
Американским инженерам из Университета штата Пенсильвания впервые удалось создать искусственную копию брохосом — особых выделений цикадок, содержащих ячеистые гранулы с уникальными оптическими свойствами. Считается, что насекомые используют покрытие из брохосом для защиты от разнообразных хищников, видящих в ультрафиолетовом диапазоне. Исследователи уверены, что новые материалы с такими уникальными оптическими свойствами могут найти применение в целом ряде областей, от улучшенных покрытий солнечных панелей до технологий невидимости.
«Это открытие может быть очень полезным для технологических инноваций. Имея новую стратегию управления отражением света на поверхности, мы могли бы скрыть тепловые сигнатуры людей и машин. Возможно, однажды людям удастся разработать тепловой плащ-невидимку на основе приемов, используемых цикадками. Наша работа демонстрирует то, как понимание природы может помочь нам в разработке современных технологий», — рассказывает глава проекта Лин Ван.
Несмотря на то, что брохосомы сами по себе были известны науке уже как минимум три четверти века, создание искусственной копии этих белковых выделений было сделано впервые. Трудность данной работы во многом объясняется высокой сложностью геометрии микроскопических гранул брохосом, представляющих собой похожие на футбольные мячи частицы ячеистой структуры. Изучение брохосом показало, что размер гранул брохосом, выделяемых цикадками, всегда одинаков вне зависимости от размера насекомого, и составляет 600 нанометров в диаметре (около половины размера одиночной бактерии). Примечательно, что диаметр полостей гранул также всегда одинаков и составляет 200 нанометров. Дальнейший анализ с помощью инфракрасной спектроскопии Фурье (FTIR) показал, что именно такой размер полостей является оптимальным для эффективного поглощения видимого света и ультрафиолетового излучения.
С помощью 3D-печати ученым удалось создать искусственную копию брохосом размером 20 тыс. нанометров, что соответствует одной пятой диаметра человеческого волоса. Тесты с искусственными брохосомами показали, что уникальная геометрия этих гранул позволяет им снизить отражение света на 94%. Помимо технологий малозаметности, искусственные копии брохосом могут пригодиться в создании более эффективных кремов от загара, световой защиты лекарств и даже в криптографии.