Så kan vanliga insekter leda till framtida osynlighetsteknik
En dvärgstrit av typen G. serpenta. Det finns runt 300 olika arter i Sverige.Lin Wang and Tak-Sing Wong/Penn State
De vanligt förekommande insekterna täcker sig själva i små ihåliga partiklar. Forskarna har nu försökt återskapa partiklarna med hjälp av en 3d-printer, och resultatet kan leda till ny avancerad smygteknik.
Dvärgstritar, en insektsfamilj i ordningen halvvingar, är med sina 20 000 olika arter vanligt förkommande i världen. Men de har något särskilt för sig.
De utsöndrar och täcker sig i en särskild sorts partikel med komplex geometri. De ihåliga och fotbollsliknande runt 600 nanometer breda partiklarna kallas på engelska för ”brochosomes”.
– Det har varit oklart varför dvärgstritar producerar partiklar med så komplexa strukturer. Vi lyckades tillverka dessa partiklar med en högteknologisk 3d-utskriftsmetod i labbet. Vi såg att de labbtillverkade partiklarna minskade ljusreflektionen med upp till 94 procent. Det är första gången vi har sett naturen göra något liknande, där den styr ljuset på ett så specifikt sätt med hjälp av ihåliga partiklar, säger Lin Wang, huvudförfattare till en ny studie som publicerats i PNAS, i ett pressmeddelande.
Lin Wang tillhör ett forskarlag från Pennsylvania State University i USA som alltså lyckats återskapa det dvärgstritar gör naturligt. Partiklarna har varit kända sedan 50-talet, men deras syfte har inte varit självklart.
Kan hjälpa vid utvecklingen av smygteknik
Teorier om vad syftet är med sekretet som dvärgstritar täckt sig med har varierat. Är det för att skydda sig från till exempel vatten och föroreningar eller någon sorts osynlighetsmantel. Den nya studien stärker teorin att det används för att undvika rovdjur.
Annons
Forskarna har sett att storleken på hålen i de fotbollsliknande partiklarna spelar en stor roll. Hålen är runt 200 nanometer i de runt 600 nanometer breda partiklarna. Enligt studien gör den här relationen att partiklarna har två egenskaper. Dels absorberar de ultraviolett ljus, dels så sprider de vanligt, för oss människor, synligt ljus.
Flera fåglar och reptiler, som äter insekterna, ser i ultraviolett och partiklarna gör alltså dvärgstritarna mindre synliga. Det synliga ljuset som reflekteras ger en sorts reflektiv sköld. Forskarna kunde också se att storleken på partiklarna var samma oberoende av dvärgstritsart.
Vid Pennsylvania State lyckades de inte skapa lika små strukturer som insekterna själva. De 3d-utskrivna partiklarna var ungefär 20 000 nanometer i diameter, runt en femtedel av tjockleken på ett hårstrå.
Partiklarna som producerats av en G. serpenta.Lin Wang and Tak-Sing Wong/Penn State
De 3d-utskrivna strukturerna från forskarnas labb.Lin Wang and Tak-Sing Wong/Penn State
De belyste sedan sina partiklar med infrarött ljus, som har längre våglängd än både synligt och ultraviolett ljus, och såg att det till största delen absorberades.
Enligt forskarna kan den här sortens partiklar möjliggöra för en ny sorts smygteknik. Smygteknik, stealth på engelska, är ett samlingsbegrepp för olika sorters teknik eller metoder för att dölja människor, utrustning eller fordon.
– Denna upptäckt kan vara mycket användbar för tekniska innovationer. Med en ny strategi för att reglera ljusreflektion på en yta kan vi kanske dölja de termiska signaturerna hos människor eller maskiner. Människor skulle kanske en dag kunna utveckla en termisk osynlighetsmantel baserad på dvärgstritens knep. Vårt arbete visar hur förståelsen för naturen kan hjälpa oss utveckla modern teknik, säger Lin Wang i pressmeddelandet.
