Nanoarchitektúrák fizika és biológia között: szerkezeti színek lepkeszárnyon
Biró László Péter rendes tag 2019. szeptember 25-én megtartotta akadémiai székfoglalóját. Az előadásról szóló, képgalériával és videóval bővített összefoglaló.
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.