الهام‌گیری از بال زنبورهای بزرگ برای ساخت نانوابزارهای اپتیکی

شاید کمی ترسناک به نظر بیاید، اما نحوه انعکاس نور از بال‌های نوعی زنبور استوایی بزرگ می‌تواند به توسعه ابزارهای اپتیکی نانومقیاس جدید کمک کند. مایکل سارازین و همکارانش در دانشگاه نامور بلژیک دریافته‌اند که یک ساختار ساده متشکل از یک ماده واکسی که کل سطح بال این زنبورها را می‌پوشاند، مسئول رنگ آبی و سبز قوس و قزحی بال‌های این موجود می‌باشد.

شاید کمی ترسناک به نظر بیاید، اما نحوه انعکاس نور از بال‌های نوعی زنبور
استوایی بزرگ می‌تواند به توسعه ابزارهای اپتیکی نانومقیاس جدید کمک کند.
مایکل سارازین و همکارانش در دانشگاه نامور بلژیک دریافته‌اند که یک ساختار
ساده متشکل از یک ماده واکسی که کل سطح بال این زنبورها را می‌پوشاند،
مسئول رنگ آبی و سبز قوس و قزحی بال‌های این موجود می‌باشد. همین پدیده سال
گذشته در یک کبوتر محلی نیز مشاهده شده است.

زنبورها حشرات بالداری هستند که به گونه پرده‌بالان تعلق دارند؛ مورچه‌ها و
زنبورهای عسل نیز جزء همین گونه می‌باشند. برخی از این زنبورها به رنگ سیاه
یا آبی تیره بوده و برخی دیگر علامت‌های قرمز، نارنجی یا حتی زردرنگی دارند.
بال برخی از این موجودات تیره بوده و برخی دیگر دارای بالهای شفاف هستند.

نام زنبور مورد مطالعه در این تحقیق Megascolia procer javanensis است که
یک زنبور نیش‌دار بسیار بزرگ می‌باشد. طول این حشره ۵ سانتی‌متر بوده و بال‌های
آن تیره و سیاه است که دارای انعکاس سبز-آبی می‌باشند. این بال‌ها از چیتین
و ملانین ساخته شده و لایه نازکی از واکس آنها را پوشانده است. سارازین می‌گوید:
«این ترکیب را می‌توان به عنوان یکی از ساده‌ترین ابزارهای اپتیکی در نظر
گرفت».

سارازین و همکارانش با استفاده از طیف‌سنجی انعکاسی و میکروسکوپ الکترونی
روبشی بال‌های این حشره را مورد مطالعه قرار دادند. آنها با استفاده از طیف‌سنجی
انعکاسی، رنگ‌های مختلف منعکس شده از بال این حشرات را شناسایی کرده و با
استفاده از میکروسکوپ الکترونی، نانوساختارهای روی آنها را مشاهده کردند.
یک مدل عددی نیز که چگونگی انتشار نور از این بال‌ها را محاسبه می‌کرد،
مورد استفاده قرار گرفته و نتایج حاصل از آن با نتایج تجربی مقایسه شد.

سارازین می‌گوید: «یک نتیجه مهم حاصل از این مطالعه این است که یک ساختار
بسیار ساده می‌تواند اثرات تصویری پیچیده‌ای ایجاد کند».

او می‌افزاید: «نتایج ما را می‌توان در توسعه ابزارهای اپتیکی و نانویی
جدید مورد استفاده قرار داد. نشاندن لایه‌هایی از مواد اپتیکی روی شیشه
معمول است و این مطالعه مثالی از یک لایه مشابه است که می‌تواند روی یک
ماده تیره همانند فولاد یا پلاستیک ایجاد شود. در حقیقت چنین لایه‌هایی می‌توانند
انعکاس انتخابی در محدوده نامرئی طیف الکترومغناطیسی ایجاد نمایند که به
عنوان مثال می‌توان از آن در حفاظت در برابر اشعه ماورای بنفش استفاده کرد».

این گروه تحقیقاتی در حال برنامه‌ریزی برای مطالعه سایر حشرات به همین روش
می‌باشد.