Гранит науки - 2003-01-30

Радужно переливающийся цвет жуков и бабочек, который им обеспечивают фотонные кристаллы, способствует выживанию считают физики, изучившие поверхность крыльев самцов голубянок разных популяций У микрофона Марина Аствацатурян! Недавно было обнаружено, что радужный с переливами цвет птиц, жуков и бабочек обусловлен микроскопическими структурами под названием фотонные кристаллы. В отличие от пигментов, которые поглощают или отражают световые волны определенной частоты в соответствии со своим химическим составом, отражение света фотонными кристаллами есть функция их физической структуры. Так, вещество, состоящее из периодического набора бугров и впадин определенного размера, может, например, отражать синий свет, а поглощать другие длины волн даже в том, случае если вещество самого кристалла совершенно бесцветно. Поскольку кристаллическая решетка под разными углами выглядит по-разному (в отличие от пигмента, который одинаков, как ни взгляни), наличие фотонных кристаллов приводит к переливу цветовых тонов, который может помочь некоторым животным привлекать брачных партнеров или завоевывать территории. Бюллетень физических новостей Американского института Физики (The American Institute of Physics Bulletin of Physics News) пишет о том, что бельгийский ученый Жан-Поль Виньерон (Jean-Pol Vigneron) из брюссельского Университета Нотр-Дам де ла Пэ (Universitaires Notre-Dame de la Paix), возможно, выяснил, в чем причина того, что самцы бабочки-голубянки в разных популяциях выглядят по-разному. В некоторых случаях они имеют причудливую радужную окраску, а в других нет.

Виньерон со своими венгерскими коллегами изучали чешуйки крыльев бабочек под сканирующим электронным микроскопом с высоким разрешением и установили, что у цветных бабочек они состоят из набора полостей субмикронного размера, организованных в природные фотонные кристаллы. Собратья таких особей с больших над уровнем моря высот не имеют в своих чешуйках таких составленных из полостей решеток, и крылья у них унылого коричневого цвета, а не переливающегося синего. Наблюдаемая разница, возможно, вопрос выживания. Показано, что простые коричневые крылья нагреваются под одним и тем же освещением больше, чем синие с радужным переливом. И ученые предполагают, что "высотные" бабочки отбросили свою яркую окраску и остались со светопоглощающей коричневой для того, чтобы иметь возможность, выстояв в холода, дожить до спаривания. Если фотонные кристаллы имеют такое значение для теплового режима бабочек, рукотворные фотонные кристаллы со временем можно будет подогнать под нужды защиты человека от перегрева в экстремальной окружающей среде, т.е. материалы с таким тонко-решетчатым покрытием можно будет использовать в костюмах космонавтов или пустынников.