Une araignée paon miniature à l'irisation arc-en-ciel. a Un mâle adulte Maratus robinsoni. b Un M. robinsoni reposant sur un ongle humain :l'araignée mesure seulement ~ 2,5 mm. L'abdomen irisé de l'araignée est indiqué par la flèche noire. c Une vue agrandie (barre d'échelle :200 μm) du même abdomen d'araignée comme indiqué dans le carré pointillé de a, mais avec un angle de vue différent. Notez que les couleurs des patchs irisés changent presque en leurs couleurs complémentaires entre les deux vues différentes, du bleu au rouge (flèches rouges), et du violet au vert jaune (flèches bleues) . Crédit: Communication Nature (2017). DOI :10.1038/s41467-017-02451-x
Même si vous êtes arachnophobe, vous avez probablement vu des photos ou des vidéos d'araignées paon australiennes (Maratus spp.). Ces minuscules araignées ne mesurent que 1 à 5 mm de long, mais sont célèbres pour leurs parades nuptiales flamboyantes présentant des colorations corporelles diverses et complexes, motifs, et mouvements.
Les yeux médians antérieurs extrêmement grands des araignées ont une excellente vision des couleurs et se combinent avec leurs couleurs vives pour rendre les araignées paon assez mignonnes pour guérir la plupart des gens de leur arachnophobie. Mais ces écrans ne sont pas seulement jolis à regarder, ils inspirent également de nouvelles façons pour les humains de produire de la couleur grâce à la technologie.
Une espèce d'araignée paon - l'araignée paon arc-en-ciel (Maratus robinsoni) est particulièrement soignée, car il présente un signal irisé arc-en-ciel intense dans les parades nuptiales des mâles aux femelles. C'est le premier cas connu dans la nature de mâles utilisant tout un arc-en-ciel de couleurs pour attirer les femelles. Le Dr Bor-Kai Hsiung a dirigé une équipe internationale de chercheurs des États-Unis (UAkron, Cal Tech, UC San Diego, UNL), Belgique (Université de Gand), Pays-Bas (UGroningen), et l'Australie pour découvrir comment les araignées paon arc-en-ciel produisent ce signal irisé multicolore unique.
En utilisant un large éventail de techniques de recherche, y compris la microscopie optique et électronique, imagerie hyperspectrale, imagerie diffusiométrique, nano impression 3D et modélisation optique, l'équipe a trouvé l'origine de cette intense irisation arc-en-ciel issue des écailles abdominales spécialisées des araignées. Ces échelles ont un contour 3D microscopique semblable à un profil aérodynamique avec des structures de réseau de diffraction à l'échelle nanométrique sur la surface.
L'interaction entre le réseau de nano-diffraction de surface et la courbure microscopique des écailles permet la séparation et l'isolement de la lumière dans ses longueurs d'onde composantes à des angles plus fins et à des distances plus petites que celles possibles avec les technologies d'ingénierie artificielles actuelles.
L'inspiration de ces échelles super irisées peut être utilisée pour surmonter les limitations actuelles de la manipulation spectrale, et pour réduire davantage la taille des spectromètres optiques pour les applications où une résolution spectrale à petite échelle est requise dans un très petit boîtier, notamment les instruments des missions spatiales, ou des systèmes portables de détection de produits chimiques. Et cela pourrait avoir un large éventail d'implications dans des domaines allant des sciences de la vie et des biotechnologies aux sciences des matériaux et à l'ingénierie.
