https://frosthead.com

Ένα ελαφρύ τέχνασμα νανοκλίμακας είναι το κλειδί για τα σούπερ μαύρα σπαθιά των αράχνων παγώνων

Οι αράχνες παγώνι στο γένος Maratus είναι σίγουρα ένας από τους πιο χαριτωμένους και πολύχρωμους αραχνοειδείς του πλανήτη. Τεχνικό χρώμα τους κοιλιακούς και κηλίδες χορευτικές κινήσεις τους έχουν μετατρέψει σε superstars διαδικτύου. Μέχρι τώρα, όμως, οι ερευνητές έπεφταν από το πώς οι μικροσκοπικές αράχνες παρήγαγαν τις βαθιές, εξαιρετικά σκοτεινές μαύρες κηλίδες στις πολύχρωμες tummies τους. Αποδεικνύεται ότι όλα είναι ένα τέχνασμα του φωτός, όπως αναφέρουν οι ερευνητές σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Proceedings of the Royal Society B.

Ο Carolyn Wilke στο επιστημονικό περιοδικό Science News αναφέρει ότι οι ερευνητές έχουν καταλάβει πώς παράγονται τα άλλα ζωντανά χρώματα στα διάφορα είδη αράχνης παγωνιού, τα οποία κυμαίνονται από 2 έως 5 χιλιοστά και ζουν στην Αυστραλία. Οι χρωστικές που περιέχονται σε συρματοπλέγματα δημιουργούν τα ζωντανά κόκκινα, λευκά και κίτρινα στις αράχνες, ενώ οι μικροσκοπικές νανοδομές ενσωματώνονται σε κλίμακες που είναι μοναδικές για το ανοιχτό φως για να δημιουργήσουν ιριδίζοντα μπλουζ και μωβ.

Στην τελευταία μελέτη, οι ερευνητές ανέλυσαν τα μαύρα μπαλώματα των αράχνων κάτω από ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης. Η ομάδα-επικεφαλής της Dakota McCoy, ενός μεταπτυχιακού φοιτητή του Χάρβαρντ που μελετά την εξελικτική βιολογία, συνέκρινε δύο είδη αράχνης παγωνιού, Maratus speciosus και M. karrie, σε ένα στενά συνδεδεμένο με όλα τα μαύρα είδη αράχνης Cylistella . Η ομάδα βρήκε μικροσκοπικά χτυπήματα, ή μικροσκοπικά, στα μαύρα μπαλώματα της αράχνης του παγωνιού, ενώ η αράχνη Cylistella ήταν ομαλή .

Εκτελώντας προσομοιώσεις σχετικά με το πώς αλληλεπιδρούν με το φως αυτές οι ανώμαλες επιφάνειες, ο Bob Yirka στο Phys.org αναφέρει ότι η καμπύλη ανωμαλίες αντικατοπτρίζει το φως σε τυχαίες κατευθύνσεις και μακριά από τον θεατή, καθιστώντας τα μαύρα μπαλώματα πιο σκούρα. Τα μικροσκοπικά επίσης κατευθύνουν το φως με τέτοιο τρόπο ώστε να αλληλεπιδρά μακρύτερα με τη μαύρη μελανίνη χρωστική ουσία στις αράχνες της κοιλιάς, προκαλώντας περισσότερο φως να απορροφηθεί. Όλα αυτά σημαίνει ότι λιγότερο από το 0, 5 τοις εκατό του φωτός που χτυπά τα μαύρα σημεία αντανακλάται, δημιουργώντας την εξαιρετικά σκοτεινή εμφάνιση. Αυτό προσεγγίζει την ποσότητα φωτός που απορροφάται από το Vantablack, μια ανθρωπογενής ουσία που δημιουργείται από νανοσωλήνες άνθρακα, η οποία συλλαμβάνει το 99, 965% του φωτός που φτάνει σε αυτήν.

Η βαθιά του μαύρου έχει αντίκτυπο στα γύρω φωτεινά χρώματα, δημιουργώντας μια "οπτική ψευδαίσθηση ότι τα χρώματα είναι τόσο φωτεινά ... είναι σχεδόν λαμπερά", λέει ο McCoy στο Wilke.

Σύμφωνα με το χαρτί, οι μικρολίπες στην υπερ-μαύρη απόχρωση του παγωνιού είναι παρόμοιες με τα χαρακτηριστικά που απαντώνται σε ορισμένα πέταλα λουλουδιών, μερικά τροπικά φυτά σκιά, ένα είδος βραχίονων αστερίας και στα μάτια των σκώρων. Είναι επίσης συγκρίσιμα με τα φτερά ενός πουλιού που παράγουν ένα παρόμοιο μαύρο, αλλά οι μηχανισμοί είναι ελαφρώς διαφορετικοί. Πέρυσι, ο McCoy διαπίστωσε ότι τα εξειδικευμένα barbules στα φτερά των πουλιών απορρόφησαν το 99, 5% του φωτός, το ίδιο ποσό με τις αράχνες.

Αυτές οι βαθιές μαύρες μπορεί πραγματικά να κάνουν τα χρώματα στα αρσενικά πουλιά και τις αράχνες να σκάσουν κατά τη διάρκεια των ζευγαρώματος, αλλά ο McCoy λέει στον Yong ότι θα μπορούσαν επίσης να είναι χρήσιμες στους ανθρώπους για μη ζευγαρωτικούς σκοπούς. Λέει να υπολογίζει πώς να αναπαράγει αυτές τις νανοδομές θα μπορούσε να βοηθήσει στην αύξηση της αποδοτικότητας των ηλιακών συλλεκτών, στη βελτίωση της στρατιωτικής καμουφλάζ και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί από τους αστρονόμους για να κρατήσει τη φωτεινή ρύπανση από τα τηλεσκόπια.

Ένα ελαφρύ τέχνασμα νανοκλίμακας είναι το κλειδί για τα σούπερ μαύρα σπαθιά των αράχνων παγώνων