Nanoarchitektúrák fizika és biológia között: szerkezeti színek lepkeszárnyon

Bíró László Péter, az MTA rendes tagja (Kattintson a galériához!) mta.hu/Szigeti Tamás

Nanoszerkezetek alatt 100 nanométernél kisebb struktúrákat értünk, melyek térben rendeződve nanoarchitektúrákat hozhatnak létre. Az anyagtudomány módszereit alkalmazva csak az utóbbi évtizedekben vált lehetővé mesterséges nanoarchitektúrák létrehozása. Ezzel szemben a biológiai evolúció már sok millió éve „felfedezte” a nanoarchitektúrákat, és számos célra alkalmazza is őket, köztük a szexuális kommunikációban. Különösen szemet gyönyörködtetők a lepkék szárnyain megjelenő szerkezeti színek, amelyeket a fény terjedését befolyásoló, úgynevezett fotonikus tiltott sávval rendelkező nanoarchitektúrák hoznak létre. A lepkék szárnyait – mint a cserepek a háztetőn – rendezetten elhelyezkedő pikkelyek borítják, ezek mozaikja adja a szemmel látható színt vagy mintázatot. A jellemzően 100×50 négyzetmikronos pikkelyek mindegyikét egy-egy sejt állítja elő, komplex önszerveződési folyamatok révén, amelyeket a sejtmag DNS-e irányít. Ennek ellenére adott fajon belül a szerkezeti színek 300 generáción át és több ezer kilométeres földrajzi távolságon állandók. A fizikus szemével, de a biológia felé kacsintva pillantunk rá a lepkék szerkezeti színeire.