Cyphochilus жук


Можно подумать, что лист обыкновенной бумаги уже является достаточно белым. Но недавно учёные из Кембриджского университета создали ультрабелое покрытие, которое в 20 раз белее листа бумаги. Специалисты скопировали чешуйки необычного юго-восточноазиатского жука.

В своём пресс-релизе учёные отмечают, что покрытие является супертонким, нетоксичным и лёгким.

Ранее исследователи выяснили, что покрытие панциря белого бриллиантового жука рода Cyphochilus представляет собой поразительный пример природных нанотехнологий: цвет насекомого обусловлен не пигментами, а размером и свойствами тончайших хитиновых чешуек. Последние покрывают панцирь жука.

Поясним, что обычно яркие цвета производятся при помощи пигментов, которые поглощают волны света одних длин и отражают другие, которые глаза человека затем воспринимают как цвет.

Белый образуется путём смешения всех остальных цветов спектра. При этом наибольшая белизна получается, если все цвета отражаются с одинаковой силой. Такое явление встречается в природе чрезвычайно редко и требует наличия многих слоёв цветообразующего покрытия.


Большинство коммерчески доступных белых продуктов (солнцезащитные крема, косметические средства и краски) содержат особые частицы, например, диоксид титана или оксид цинка, чтобы эффективно отражать свет. И, хотя такие материалы считают безопасными для использования, они не являются биосовместимыми.

Специалисты, изучая жуков Cyphochilus, выяснили, что покрытие их панциря невероятно тонкое, а ослепительный белый цвет образуется благодаря сложной пространственной структуре слоя. Покрытие панциря жуков состоит из тончайших нитей хитина, сплетённых в сложную сеть. Толщина нитей составляет тысячные доли миллиметра.

Проще говоря, чешуйки жука приобретают белый окрас не за счёт пигмента, а благодаря структуре плотной сети, "сплетённой" из молекул хитина. В такой структуре нити разного размера и толщины сплетаются под разными углами, и свет отражается очень эффективно.

К слову, хитин также можно обнаружить в раковинах моллюсков. Он обладает такой структурой, которая весьма эффективно рассеивает свет, в результате чего получается ультрабелые покрытия (они тонкие и лёгкие).

Как водится, учёные, раскрывшие секрет самых белых в мире жуков, захотели сами повторить этот "фокус".

Исследователи из Кембриджского университета совместно с финскими коллегами из Университета Аалто скопировали структуру невероятно тонких чешуек жуков, используя целлюлозу, и в результате у них получился материал, который в 20 раз белее листа бумаги.


Используя крошечные нити целлюлозы (или целлюлозных нановолокон), специалисты добились такого же ультрабелого эффекта в гибкой мембране.

Мембраны, изготовленные из тончайших волокон, получились более прозрачными, в то время как добавление средних и более толстых волокон помогло создать менее прозрачные мембраны. Таким образом, учёные смогли точно настроить структуру нановолокон (и повторить знаменитое покрытие жука), чтобы они отражали свет.

Как и чешуйки жука, целлюлозные мембраны очень тонкие. Согласно данным исследователей, как только производственный процесс будет оптимизирован, мембраны, возможно, смогут стать ещё тоньше.

Отмечается, что мембраны рассеивают свет в 20-30 раз более эффективно, чем бумага.

Говоря о преимуществах своей работы, учёные отмечают, что целлюлоза – дешёвый и нетоксичный материал, и, в отличие от диоксида титана и оксида цинка, она является экологически чистой и биосовместимой.

В будущем разработка может быть использована для создания более ярких красок и покрытий нового поколения, которые могут быть использованы в косметической, пищевой и фармацевтической промышленности.

Результаты исследования представлены в научном издании Advanced Materials.

Добавим, что насекомые часто вдохновляют учёных на создание новых материалов или же необычных конструкций. Например, они помогли специалистам сконструировать беспилотники, продолжающие полёт даже после поломки, и создать миниатюрных автономных роботов, которые подражают трудолюбивым пчёлам.


Cyphochilus жук

www.vesti.ru

Провинция Юньнань, где живет самое белое насекомое в мире, по праву считается китайской Амазонией: здесь самые яркие краски, самые экзотические животные и самые настоящие чудеса природы. Одно из таких чудес – Белый скарабей или белый хрущ (лат. Cyphochilus insulanus), жук из семейства пластинчатоусых, панцирь которого покрыт тончайшим слоем белоснежно белого вещества.

Белый скарабей (лат. Cyphochilus insulanus)

Состав этого вещества давно вызывает интерес ученых, считающих, что его структура – яркий пример материала будущего. Наночастицы, образующие покрытие панциря, расположены рядами, и каждая из них в десять раз тоньше человеческого волоса. Благодаря микроскопическим размерам частиц и такому же расстоянию между ними, они обладают высочайшей отражательной способностью. Микрочастицы отражают свет в хаотическом, случайном порядке, образуя удивительный по чистоте и яркости белый цвет.


Белый скарабей (лат. Cyphochilus insulanus)

Необходимость в такой окраске вызвана условиями жизни хруща Cyphochilus insulanus. Он обитает на местных грибах белого цвета и питается сахарным тростником, и его белоснежный камуфляж – непременное условие для выживания.

Белый скарабей (лат. Cyphochilus insulanus)

Наночастицы, составляющие покрытие панциря, стали объектом внимания специалистов из университета Эксетера на юго-западе Англии. Рассмотрев микрочастицы под электронным микроскопом, они пришли к выводу, что изучение их структуры поможет создавать искусственные материалы с необычными свойствами.


Белый скарабей (лат. Cyphochilus insulanus)

«Взяв за основу покрывающий слой этого удивительного жука, мы сможем воссоздать его невероятную белизну на других предметах, при этом не уменьшая до предела размеры составляющих их частиц», — рассказывают руководители проекта.

www.zoopicture.ru

0_ae0d5_89342deb_orig

Доброе время суток, дорогие друзья!


Если вы по каким то причинам не можете посетить наш музей, то в этом случае мы приглашаем вас на виртуальную экскурсию «Мир насекомых».

Мало кто задумывается, что основное разнообразие животного мира определяется, прежде всего, огромной массой мелких, но вездесущих — насекомых.

Из числа всех животных организмов, населяющих нашу Землю, насекомые составляют 70%. Как  класс насекомые возникли более 200 миллионов лет назад, развились, заселили большую часть поверхности Земли, приспособились для жизни в воде, живут бок обок  с человеком и  вносят огромный вклад в общее развитие и продолжение жизни на нашей планете.

Количество и разнообразие видов насекомых более 2 миллионов. Основные отличительные признаки: наземные членистоногие существа, имеющие четкое разделение своего тела на голову, грудь и брюшко. Дыхательный процесс все насекомые осуществляют либо с помощью специальной трахейной системы, либо через всю поверхность своего тела. Свои передвижения насекомые осуществляют при помощи трех пар ног, расположенных у них на грудном отделе.

Сегодня мы познакомимся с насекомыми, часть которых мы вряд ли встретим на просторах Урала, а других представителей этого многообразного мира мы можем наблюдать на приусадебных участках, в садах, лесах и просто на улице.

бриллиантовый жук


Будем знакомы – Чемпион по белизне.

В семействе пластинчатоусых есть белый бриллиантовый жук (лат. Cyphochilus). Его панцирь покрыт чешуйками, каждая из которых в 10 раз тоньше человеческого волоса. Исследователь насекомых Пит Вукусич из университета Эксетера в Великобритании говорит: «Когда я положил его под электронный микроскоп, передо мной словно открылся иной мир. Это просто потрясающе!». Панцирь этого красавца поражает своей белизной. И дело тут не в наличии пигмента. Оказывается, что весь секрет заключается в размере нитей, из которых состоят чешуйки панциря, а также в их расстоянии по отношению друг другу. Эти факторы обеспечивают уникальную рассеивающую способность. «Чтобы достичь подобной белизны, требуется двойной слой тех покрытий, которые используются в производстве высококачественной бумаги, пластмассы и некоторых красок»,— отмечалось в «Сайенс дейли».

бриллиант жук

Жук живет на белых грибках и на их фоне не заметен для хищников. Ученые полагают, что у чемпиона по белизне есть чему поучиться. Его секрет может подсказать людям как создать ультрабелые искусственные материалы. По мнению Вукусича, «если удастся внедрить в производство принцип устройства чешуек этого жука, то можно будет значительно улучшить белизну бумаги, цвет зубов и даже яркость освещения».

 


DSCN1723

Изумрудная красавица.

Вы когда-нибудь видели бронзовку? Её отличает великолепный окрас и золотистый отлив. Это жук и он похож на большой изумруд. Он сидит неподвижно и день и ночь, наслаждаясь ароматом цветка, а заодно и обедая. Только слишком жгучее солнце выводит жука из оцепенения, и он улетает. Только по одному виду этого лентяя можно сказать, что бронзовка — обжора. Что может найти этот франт на шиповнике или розе? Немцы называют этих насекомых «розенкефер», что одновременно означает «жук розы» и «розовый жук». Интересно, что оба значения справедливы, ведь среди бронзовок часто встречаются особи с красноватым панцирем.

бронзовка золотистаяСреднеевропейская бронзовка золотистая достигает в длину 20 мм. Надкрылья зелёные с металлическим отблеском и узкими поперечными белыми узорами. Снизу тело жука бронзового цвета с пурпурным отблеском. Личинки жёлто-белые с коричневой головой в коротких редких волосках. Личинка также прожорлива, как и её родители. И растёт она быстро как в сказке – не по дням, а по часам. Через месяц после вылупления личинка достигает половины своей окончательной величины. За один месяц личинка съедает пищи в несколько тысяч раз больше объёма своего тела.


Заслуживает внимания личинка бронзовки и по другой причине. Она толстая, выпуклая на спине и плоская на брюшной стороне. Её спинная сторона в глубоких складках. Ноги маленькие, слабые и совсем не соответствуют размерам тела. Личинка может свёртываться кольцом. Это положение самозащиты при тревоге. Если личинку оставить в покое, то она разворачивается и уползает. Положенная на стол личинка ползёт на спине, держа ноги в воздухе. Это обычный способ перемещения личинок бронзовки.

Жуки откладывают яйца в июле. Различные стадии развития жука питаются совершенно разным кормом: личинки одним, а взрослые другим или вообще ничем. Наибольшая пищевая активность характерна в основном для личинок.

Жук-бронзовка живёт целый год — от одного лета до другого. Коконы взламываются в летнюю жару, в июле или августе. Вышедшая из кокона бронзовка занимается только едой, а откладывание яиц оставляет на будущее лето.

 

жук носорог

Майский жук – загадочный товарищ.

Жук-носорог (Oryctes nasicornis) встречается повсюду, кроме тундры и тайги, он каштаново-бурый, блестящий, длиной 25–40 мм, самец его имеет на лбу довольно длинный изогнутый рог, а на передней спинке трёхзубчатое поперечное возвышение. Он летает в теплые летние вечера и часто прилетает на свет. Относится к семейству пластинчатоусых, которое насчитывает 20 тысяч видов.

Передними лапками жук-носорог хорошо копает, а питается он подпорченной растительной пищей: трухой деревьев или древесным соком, не брезгует и навозом. У носорога–самки на носу только небольшой бугорок, и размерами она поменьше.


майский жук самка

Интересно, что и самец, и самка похожи на носорога только небольшую часть своей жизни. Всего около года они — жуки, а до этого 4 года растет и развивается личинка. Она вырастает даже больше, чем сам жук–носорог — до 8 сантиметров. Живет личинка в кучках растительного перегноя, в компостных кучах, в дуплах лиственных деревьев и даже в парниках; иногда она вредит корням растений, например виноградной лозы и роз.

Жук-носорог способен передвигать груз в 850 раз превышающий вес самого жука. Существуют разные гипотезы и о принципах полёта этого жука. С точки зрения законов физики этот товарищ никак не может летать. Однако он прекрасно преодолевает расстояние в 50 километров. Меченные жуки-носороги перелетали пролив Ла-манш. Как именно они летают до сих пор остаётся одной из самых больших загадок нашей живой природы.

бумажная оса01

Социальное существо.

Бумажные осы, или веспиды — группа насекомых, использующих для строительства своих гнёзд пережёванные кусочки коры, то есть, по сути, бумагу. Всего насчитывается чуть больше 1000 видов бумажных ос. Веспиды распространены по всему свету, в России их около 30 видов, наибольшее же их разнообразие представлено в Юго-Восточной Азии и Южной Америке.
Другое их название — общественные осы, так как все они живут колониями, насчитывающими от нескольких десятков до нескольких сотен и даже тысяч ос.

Взрослые осы кормятся нектаром цветов, выделениями тлей, соком фруктов. Личинок выкармливают насекомыми — мухами, муравьями, пчёлами, гусеницами.
Осы добывают строительный материал преимущественно на старых, посеревших от непогоды штакетниках — потому и гнезда получаются серыми. Если сырье окрашено иначе, гнезда выходят цветными, часто полосатыми.
При добывании стройматериала осы соскребают челюстями древесные волокна, откалывают мелкие щепочки. При этом оса медленно пятится вниз. На обрабатываемое место насекомое выпускает немного слюны, от которой древесина ненадолго темнеет и размягчается. Когда наберется комочек древесных волокон, пропитанный слюной, величиной с горчичное зерно, оса переносит его на стройплощадку. Здесь она еще раз хорошо пережевывает материал, добавляя к нему клейкий слюнный секрет, цементирующий разлохмаченные кусочки древесины
Добыча сырья — трудоемкое и долгое занятие, зато само строительство идет поразительно быстро. Строительница садится верхом на край наружной оболочки гнезда и плотно прижимает комочек стройматериала к бумаге. Все так же сидя верхом, она отступает назад и раскатывает свой комочек в блестящую от влаги полоску. Потом хватает эту полоску внутренними зазубренными краями челюстей и растягивает ее в длину жующими и гребущими движениями. Чтобы получить нужный формат, ей приходится порой сделать 10—30 таких операций. Весь процесс идет чрезвычайно быстро — оса делает все буквально на бегу. В упорной работе прилаживаются друг к другу одна полоска за другой, пока наконец не получится бумажная стена
1294849281_g

Бумажные осы исключительно развиты в отношении конструкции гнезда. Эти осы не только сооружают многоэтажные соты, но и окружают их многослойной оболочкой, которая предохраняет развивающееся потомство от жары, холода, засухи и излишней влаги. Оболочка позволяет поддерживать в помещении для потомства почти постоянную температуру — около 30°С. Специальная группа рабочих ос занимается выработкой тепла: они быстро сокращают и вновь расслабляют брюшко. При мышечном движении вырабатывается тепло. Если в жару гнездо слишком разогревается, осы приносят воду и увлажняют находящиеся внутри ячейки. Испарение снижает температуру .

 

675552_64

Полосатый модник.
Паук Аргиопа Брюнниха (паук-оса) — Argiope bruennichi, семейство Argiopidae
Паук-оса (лат. Argiope bruennichi) — вид аранеоморфных пауков из семейства Araneidae. Распространён повсеместно в Европе и в Северной Африке, а также в некоторых районах Азии. Как и у многих других представителей рода Argiope, брюшко паука-осы несёт полосатый чёрно-жёлтый рисунок.
полосат паук

Пауки плетут ловчие сети в сумеречное время, строительство занимает около часа. В центре спиральной сети располагается стабилиментум — хорошо заметные нити, образующие зигзагообразный рисунок.
Самки крупнее самцов. Скрещивание происходит сразу же после линьки, предшествующей созреванию самки, пока покровы её хелицер остаются мягкими. После спаривания самка съедает самца.
Паук-оса людей не кусает и особой ядовитостью не обладает. Кормится кузнечиками и саранчой, которых ловит в свою паутину.

палочник01

Будем знакомы – Фантом Призракович Приведеньев.

Привиде́ньевые, или па́лочники, или листови́дки(лат. Phasmatodea) — отряд насекомых, насчитывающих более 3000 видов. Название происходит от привидение, призрак, фантом. Более 2500 видов обитают в тропиках, отдельные виды встречаются в США, России, Австралии.     Палочники представляют собой самую многочисленную группу отряда приведеньевых: насчитывается примерно 2500 их видов. В России палочники представлены всего 7 местными видами. Сначала внимание энтомологов привлекла необычная палочкообразная форма туловища этих насекомых, а потом выяснилось, что у палочников много и других достоинств. Они удивляют не только своим внешним видом, но и поведением, и биологией. Палочники – насекомые, похожие на богомолов, обитают в основном в тропических и субтропических лесах, в юго-восточной Азии. Внешне палочники похожи на листья ветки или кору деревьев.

08abc02f7326eb550f4baaf4ddde12ba

Благодаря маскировке палочников очень трудно заметить на ветках деревьях. Питаются эти насекомые листьями разных растений. У них достаточно крупные, сложные глаза. Развиваются палочники до взрослого состояния около 6 месяцев, затем откладывают яйца (200-250 штук каждая особь) и погибают. Восточный палочник относится к семейству Phasmatidae, самому многочисленному из четырех семейств, на которые делятся отряд привиденьевых. Размер палочников может сильно варьировать, но, как правило, представители семейства достигают существенной длины — около 11 сантиметров. Для палочников характерна вытянутая форма тела, помогающая им маскироваться. В окраске этих животных преобладают бурые и зеленые тона. У ряда видов окраска напрямую зависит от окружающей среды. Палочники малоподвижны, их легко спутать с окружающей растительностью. Необычная форма, размеренный образ жизни и неприхотливость в содержании сделали палочников одними из самых популярных домашних насекомых. Палочников содержат как профессиональные заводчики, так и просто любители.

 

американский таракан

Рыжий и усатый…

Многим с детства знакома сказка Корнея Чуковского «Тараканище»: «Ехали медведи на велосипеде. … Едут и смеются, Пряники жуют. Вдруг из подворотни Страшный великан, рыжий и усатый та-ра-кан! Таракан, таракан, Тараканище!».  У многих в воображении сразу же всплывает образ отвратительного насекомого. Но не тут-то было, есть люди, которые считают этих насекомых «милыми домашними животными». Эти люди с большой теплотой отзываются о своих питомцах, они заботятся о тараканах, покупают им вкусную еду, строят для них уютные домики и т.д.  Американский таракан, рыжий красавец внушительного размера.  Большие и малые, с крыльями и без, коричневые и черные… Многообразие форм тараканов гораздо больше, чем мы можем себе представить. И это неудивительно, поскольку обычно заметны лишь те, что обитают бок обок с человеком. Несмотря на то, что внешний вид тараканов, населяющих нашу планету, может сильно варьировать, общее строение их одинаково. У этих насекомых овальное тело, уплощенное в спинно-брюшном направлении. Оно разделено на три отдела: голову, грудь и брюшко. Голова у тараканов тоже уплощенная, удлиненная и весьма подвижна. Она обращена вертикально вниз и прикрыта передней частью пронотума, поэтому ее не всегда видно при рассмотрении насекомого сверху. Как разносчики заболеваний, таракан, могут причинить человеку очень серьезный вред, при этом все усилия по борьбе с ними редко приносят желаемый результат.

265px-Amerikanische_Grossschabe_2

Тараканы всеядны, а живущие бок о бок с человеком — предпочитают пищевые отходы и скапливаются в тех местах, где много органических отбросов, то есть на помойках и в общественных уборных. Вовремя поиска пищи тело таракана контактирует с самыми разными веществами, в том числе и с зараженными патогенными микроорганизмами, в первую очередь грибками и некоторыми бактериями, вроде Сальмонелла. И хотя для тараканов это не опасно, зато представляет угрозу для здоровья человека. В отношениях человека и тараканов есть и положительные аспекты. За счет большого размера и способности к размножению в неволе тараканы служат практически неисчерпаемым источником корма для некоторых домашних животных, в первую очередь для ящериц и насекомых. Как ни странно это звучит, но, разводя тараканов, хозяева заботятся о здоровье своих питомцев.

певчая цикада

Певица ночи

«Сколь блаженна ты, цикада, Ты почти богам подобна…» — эти строчки из оды древнегреческого поэта Анакреонта могут вызвать у кого-то чувство недоумения. Великий стихотворец решил воспеть простое насекомое? Такой вопрос может родиться только у людей несведущих. На самом же деле цикада — насекомое, обладающее потрясающими качествами. К главным из них, конечно же, относится музыкальный талант. Как и кузнечики со сверчками, цикады прославились своим мелодичным стрекотанием. Кроме того, механизм исполнения «песни» у цикад совсем другой. На брюшке цикады расположены две мембраны, называемые цимбалами. С помощью специальных мышц цикада то напрягает, то расслабляет их. Возникающие при этом колебания и рождают стрекот. Этот инструмент снабжен усилителем — особой камерой, которая открывается и закрывается в такт колебаниям. Благодаря этому усилителю цикада является самым громким из всех «музыкальных» насекомых. Ее стрекот слышен на расстоянии более чем 800 м, а вблизи она способна заглушить даже громкий разговор. В отличие от кузнечиков, у цикад стрекот могут издавать и самцы, и самки, но первые делают это значительно громче. Главная цель песни та же — привлечь внимание самки.

японская цикада

Внешне цикада похожа на ночную бабочку: у нее короткое туловище и две пары прозрачных крыльев (у некоторых видов их кончики ярко окрашены). Всего известно около 2500 видов этих насекомых, самые красивые, большие и громкоголосые из них населяют тропические страны. Длина их тела достигает 5-6 см, а размах крыльев — 16-17 см. Увидеть цикаду не просто. Она в совершенстве освоила искусство маскировки. Кроме того, взрослые особи, как это часто бывает в мире насекомых, живут не долго по сравнению со своими личинками. Потомство цикад развивается под землей в течение многих лет: например, личинке одного из североамериканских видов нужно целых 17 лет, чтобы превратиться во взрослое насекомое. После этого цикада живет крайне недолго, успевая лишь отложить яйца. Ученые сделали любопытное предположение, объясняющее столь долгий срок развития личинки. Возможно, в незапамятные времена на планете существовали хищники, специализировавшиеся на взрослых цикадах. Чтобы сохранить вид от вымирания, насекомые увеличили время пребывания потомства под землей. Охотник не вынес этого и исчез с лица Земли или переквалифицировался. Цикады же сохранили свой жизненный цикл и теперь относятся к числу рекордсменов-долгожителей в мире насекомых.

цикада помпония

На фото цикада Помпония.

Цикады — стопроцентные вегетарианцы. Их потомство питается корнями растений, а взрослые представители — соком различных растений. В свою очередь, у цикад много врагов среди насекомых-хищников. Например, некоторые из видов земляных ос предпочитают цикад в качестве съестного припаса для своих личинок. Вообще же цикады ведут довольно неторопливую и даже ленивую жизнь. Оживляются они лишь под знойными лучами солнца.

листоед-прыгун

Тигр мира насекомых

За стремительность и репутацию безжалостного  охотника это насекомое прозвали скакуном и жуком-тигром.

В европейском фольклоре смерть предстает в виде Мрачного Жнеца, держащего в руках острую косу, а в африканских легендах такой косой вооружены ночные жуки-тигры — крупные черные насекомые с челюстями, которые напоминают две косы. Попавшая к ним жертва не проживет и нескольких секунд, ведь эти жуки — одни из самых ловких охотников в мире природы.
Главное оружие жука-скакуна — скорость.

Взрослых особей считают самими быстрыми насекомыми.. А их менее подвижные личинки нападают из засады, но со скоростью, которой может позавидовать большинство хищников. Более 2000 видов жуков по всему миру объединены в подсемейство скакунов. Поскольку скакуны принадлежат к семейству жужелиц, большинство из них ведут наземный образ жизни. Правда, несколько тропических видов предпочитает жить повыше на деревьях. Ученые считают их индикатором биологического благополучия такой среды Любое ухудшение экосистемы немедленно отражается на численности скакунов, которым становится сложнее находить пищу и размножаться. Скакуны встречаются на всех материках, кроме Антарктиды. Жуки-тигры отсутствуют на многих островах и в местности, где грунт периодически промерзает или никогда не оттаивает.

жук прыгунн

Самые крупные виды скакунов обычно ведут ночной образ жизни и выбирают засушливые субтропические районы. Они не умеют летать и имеют преимущественно черную окраску. Дневные насекомые отличаются более яркими нарядами, часто с металлическим блеском.
Жизнь жука-скакуна начинается в узкой норе, вырытой заботливой мамой. Для этого самка выбирает ровный, не слишком заросший участок. Отложив яйцо, она торопится прочь, чтобы вырыть следующую нору неподалеку от первой.

Через время из яйца выходит весьма необычная личинка. Первым делом она начинает расширять и углублять свою нору. Этот процесс будет непрерывным, ведь личинка растет. В норе должно быть достаточно места, чтобы она могла без труда передвигаться.

На этом наша виртуальная экскурсия подошла к концу. Сегодня мы познакомили вас с  микроскопической толикой разнообразного и интересного мира жуков.

Надеемся вам было интересно.

До новых встреч.

 

volchansk-kultura.ru

Что такое белый цвет, знают все. И знают, как выглядит лист бумаги, имеющий белый цвет. Но если поместить на этот лист белого бриллиантового жука с латинским названием «Cyphochilus sp.», как тут же придется усомниться в нашем представлении о белом цвете. Крошечное насекомое, обитающее на юго-востоке Азии, обладает предельно насыщенным белым цветом, который не могут пока что воспроизвести с помощью ни одной из существующих технологий.

Не так давно ученый Пит Вукусич из университета Эксетера, исследуя панцирь этого жука, обнаружил, что его покрытие представляет собой удивительный пример нанотехнологий. Белый цвет бриллиантового жука обусловлен не пигментами, он связан с размерами и свойствами чрезвычайно тонких хитиновых чешуек, которые покрывают его панцирь. Все знают, что белый цвет — это смешение всех цветов видимого спектра. При этом максимальная белизна получается, когда все цвета отражаются одинаково интенсивно. Такое явление в природе встречается чрезвычайно редко и происходит из-за наличия многих отражающих слоёв цветообразующего покрытия.

Сильвия Виньолини, соавтор нового исследования из Кембриджского университета, в качестве примера приводит красную стену, которую хотят покрасить белой краской. Стена становится все белее, чем больше будет на нее нанесено белой краски, так как с каждым слоем нижний красный цвет будет всё слабее просвечиваться сквозь верхние слои. При этом будет увеличиваться толщина наносимого слоя краски. Но оказалось, что ослепительно белый цвет панциря жука создается невероятно тонким слоем материала очень сложной пространственной структуры. Изучая под мощным микроскопом покрытие панциря, учёные выяснили, что оно состоит из хитиновых нитей, сплетенных в сложнейшую сеть, каждая из которых имеет толщину не больше тысячных долей миллиметра.

Любопытным является и то, что хотя сам хитин является материалом, плохо отражающим свет, но благодаря особой пространственной структуре, в которую включены нити разного размера, а также разной толщины, сплетенные под разными углами, отражение света происходит очень эффективно, и главное, в одном направлении. «Получение другого цвета требует упорядоченной структуры, а для того, чтобы создать идеальный белый цвет, важным оказывается именно беспорядок», — говорит Виньолини.

Покрытие жуков, очевидно, сформировалось в ходе эволюции. Оно защищает насекомых, которые обитают на грибах белого цвета, от хищников, при этом, не добавляя дополнительного веса, что важно, если учитывать, что они являются летающими существами. Возможно, открытие ученых позволит в скором времени создать такие искусственные наноструктуры, которые обеспечат человечество идеальным белым цветом.
 

earth-chronicles.ru

Жук Cyphochilus

Вы можете считать, что лист бумаги для принтера является абсолютно белым, но это немного не так. Не так давно ученые из Кембриджского университета создали материал, который в 20 раз “более белый”, чем самая высококачественная бумага, а в качестве живого прототипа был использован жук Cyphochilus, ареал обитания которого находится в районе Юго-Восточной Азии. Обычно самые яркие цвета производятся при помощи соответствующих пигментов, которые поглощают свет в широком диапазоне и отражают свет строго определенной длины волны. Однако, для того, чтобы воспроизвести белый цвет, требуется, чтобы поверхность материала с одинаковой эффективностью отражала свет с любой длиной волны.

Картинки по запросу ultra-white molecules

С оптической точки зрения обеспечение одинакового коэффициента отражения во всем диапазоне видимого света является достаточно сложным делом и на это указывает небольшое количество материалов естественного происхождения, имеющих подобные свойства, среди которых самыми известными являются оксид цинка и диоксид титана.

Весьма необычное решение использовала природа, окрашивая в белый цвет жука Cyphochilus. Он получает свой белый окрас не из-за какого-либо пигмента, а от светоотражающей сети, состоящей из упорядоченных молекул его хитиновой оболочки.

Ученые из Кембриджского университета, работая с коллегами из университета Аальто, Финляндия, смогли скопировать структуру светоотражающей сети. Созданная искусственная сеть состоит из гибких мембран, состоящих из тщательно упорядоченных нановолокон целлюлозы. Мало того, что сама целлюлоза абсолютно нетоксична и дешева, она, в отличие от окиси цинка, полностью биологически совместима с организмом человека и других живых существ.

Целлюлозные мембраны

Целлюлозная мембрана отражает практически с одинаковой эффективностью свет с любой длиной волны, лежащей в видимом диапазоне, формируя самый яркий насыщенный белый цвет. Такие мембраны могут быть сделаны очень тонкими, исследователям удалось создать образцы, толщиной всего в одну миллионную долю метра.

В настоящее время ученые из Кембриджа работают над созданием технологии промышленного изготовления целлюлозных светоотражающих мембран. И после того, как такая технология будет разработана, целлюлозные мембраны могут найти применение в таких вещах, как краски, косметика и даже пищевые продукты.

Похожее изображение

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!

integral-russia.ru

Cyphochilus жукКак рассказала  в конце прошлой недели, раскрыта тайна цвета самого белого в мире жука — поедающего сахарный тростник  из Юго-Восточной Азии. Это насекомое не только белее молока или зубов, но и большинства других белых субстанций, встречающихся в природе.Его загадку разгадал Пит Вукусич (Pete Vukusic), ведущий специалист по оптической физике из университета Эксетер (), Великобритания, уточняет . Он исследовал несколько жучков под электронным микроскопом и установил, что секрет цвета заключается в его оболочке. Материалы исследования опубликованы в журнале .

Оболочка белого жука состоит из длинных плотно прилегающих и заходящих одна за другую чешуек, которые покрывают голову, тело и лапки. Чешуйки чрезвычайно тонки, приблизительно в половину величины красной кровяной клетки. Это делает их по меньшей мере в сто раз тоньше любого отбеливающего или красящего агента, который когда-либо был изобретен.

Большая часть вариантов окраски животных происходит от пигмента, который поглощает световые потоки с определенной длиной волны и отражает другие. Другие цвета создаются благодаря мельчайшим структурам, которые заставляют приходящие волны взаимодействовать друг с другом, гася одни и увеличивая яркость других. Чтобы получился белый цвет, субстанция должна беспорядочно рассеивать все цвета одновременно.

Исследование под электронным микроскопом показало, что чешуйки жука имеют структуру, состоящую из случайно направленных нитей и неоднородного пространства между ними. Ультратонкие, они сделаны из световых тел, которые могут рассеивать всю видимую длину волны, вызывая ослепительную белизну. По мнению ученого, такой цвет понадобился Cyphochilus, чтобы выглядеть похожим на белый грибок, распространенный в местах его обитания.

Доктор Вукусич полагает, что такой принцип создания цвета может пригодиться в промышленном производстве (к примеру, для отбеливания бумаги или краски). А в будущем — для увеличения яркости прожекторов и дисплеев.

В последнее время все чаще появляются сообщения об инженерных решениях, опирающихся на природу. Так, подушечки лап геккона вдохновили ученых на создание клейких материалов, а крошечные образования на листьях лотоса подсказали концепцию легко очищаемого волокна. Адриан Томас и Роберт Сригли (Drs Adrian Thomas, ), сотрудники факультета зоологии Оксфордского университета (Department of Zoology, Oxford University), Великобритания, взяв за основу полет бабочек, разрабатывают игрушечные радиоуправляемые самолеты. Несколько бабочек вида Красный адмирал поместили в аэродинамическую трубу и научили перелетать между искусственными цветами. Наблюдая за ними с помощью сверхбыстрой цифровой камеры, ученые обнаружили, что движения крыльев насекомых вовсе не хаотичны, а являются набором определенных аэродинамических приемов. В одних случаях они летают, практически не испытывая сопротивления воздуха, а в других сознательно создают для обеспечения дополнительной подъемной силы.

Сотрудники Ноттингемского Трентского университета (), изучив жуков-плавунцов, . Плавать с ними пока нельзя, зато дышать под водой — сколько угодно. А международная группа специалистов, работающая на базе , США, изучая обмен веществ гусеницы ночной бабочки, рассчитывает найти спасти человечество от ожирения, пишет со ссылкой на публикацию в американском журнале Proceedings of the National Academy of Science ().

www.vokrugsveta.ru

Опубликовано kur в 28 октября, 2015 — 08:03

Физики из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы разработали материал, обладающий рекордным поглощением света в тонких слоях. Он представляет собой наночастицы золота определенной формы, способные поглощать свыше 98,43 процента видимого и инфракрасного излучения. Из-за этого он кажется абсолютно черным. Авторы отмечают, что при его разработке вдохновлялись строением надкрыльев одного из самых белых организмов на Земле — жука Cyphochilus. Исследование опубликовано в Nature Nanotechnology, кратко о нем рассказывает блог Королевского химического общества (Великобритания).

Материал состоит из наночастиц золота сложной формы: каждая из них представляет собой золотую сферу с прикрепленным к ней золотым наностержнем. Авторы обнаружили, что такие частицы, расположенные хаотично, способны работать как практически бесконечная сеть волноводов — как только фотон попадает в такой волновод, он больше не может из него выйти. Ученые отмечают, что у такой системы нет теоретического предела поглощения, то есть на ее основе возможно создание краски со 100-процентным поглощением.

7bee85c64cc5427f28f9f3ab452f857b.jpgФотография наночастиц золота, использованных в работе. Просвечивающая электронная микроскопия. Изображение: J. Huang et al. / Nature Nanotechnology, 2015

Экспериментально материаловедам удалось добиться поглощения свыше 98 процентов света в слое наночастиц толщиной в 10,2 микрометра. При этом важно отметить, что такая величина поглощения соответствовала диапазону длин волн от 400 нанометров (фиолетовый свет) до 1400 нанометров (инфракрасное излучение), а угол освещения в эксперименте отклонялся от вертикального на величину вплоть до 60 градусов. Пиковое поглощение составило 99,7 процента. По словам авторов, это рекордные показатели для слоев такой толщины.

d66e88bac60fbea6c50469e6dfa1f82e.jpgСтроение и принцип действия материала. Изображение: J. Huang et al. / Nature Nanotechnology, 2015

«Чернота» материала определяется тем, какую часть оптического излучения он поглощает. Ранние попытки создать такие материалы основывались на оптимизации процесса поглощения и использовании упорядоченных массивов углеродных нанотрубок. Главным минусом такого подхода оказалось то, что материал сохраняет свою «черноту» лишь под вертикальным освещением — в случае же отклонения и бокового освещения интенсивность поглощения становится меньше.

Идея хаотичности структуры, по словам авторов, была позаимствована у природы. Надкрылья жуков рода Cyphochilus являются прямой противоположностью предложенному материалу — они обладают практически идеальным рассеянием света оптических длин волн. Ученые, в некотором смысле, инвертировали их строение, создав новый материал. 

Автор: Владимир Королёв

Источник(и):

nplus1.ru


www.nanonewsnet.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.