Les ailes vert vif du P. blumei papillon résulte du mélange des différentes couleurs de lumière qui sont réfléchies par différentes régions des écailles trouvées sur les ailes de ces papillons. Crédit :Mathias Kolle, Université de Cambridge
Les scientifiques ont découvert un moyen d'imiter les couleurs incroyablement vives et magnifiques des ailes des papillons tropicaux. Les résultats pourraient avoir des applications importantes dans l'industrie de l'impression de sécurité, aider à rendre les billets de banque et les cartes de crédit plus difficiles à falsifier.
Les couleurs irisées frappantes affichées sur les coléoptères, les papillons et autres insectes ont longtemps fasciné les physiciens et les biologistes, mais imitant la nature la plus colorée, surfaces accrocheuses s'est avérée insaisissable.
C'est en partie parce que plutôt que de s'appuyer sur des pigments, ces couleurs sont produites par la lumière qui rebondit sur des structures microscopiques sur les ailes des insectes.
Mathias Kollé, en collaboration avec le professeur Ullrich Steiner et le professeur Jeremy Baumberg de l'Université de Cambridge, a étudié le paon indonésien ou le papillon machaon ( Papilio blumei ), dont les écailles des ailes sont composées de complexes, structures microscopiques qui ressemblent à l'intérieur d'une boîte à œufs.
En raison de leur forme et du fait qu'ils sont constitués de couches alternées de cuticule et d'air, ces structures produisent des couleurs intenses.
Cette micrographie électronique à balayage montre que la surface d'une écaille d'aile est recouverte de concavités. Crédit :Mathias Kolle, Université de Cambridge
En utilisant une combinaison de procédures de nanofabrication - y compris l'auto-assemblage et le dépôt de couche atomique - Kolle et ses collègues ont réalisé des copies structurellement identiques des écailles du papillon, et ces copies produisaient les mêmes couleurs vives que les ailes des papillons.
Selon Kolle :"Nous avons percé l'un des secrets de la nature et combiné ces connaissances avec la nanofabrication de pointe pour imiter les conceptions optiques complexes trouvées dans la nature."
"Bien que la nature s'auto-assemble mieux que nous, nous avons l'avantage de pouvoir utiliser une plus grande variété d'artificiels, des matériaux sur mesure pour optimiser nos structures optiques."
En plus d'aider les scientifiques à mieux comprendre la physique derrière les couleurs de ces papillons, pouvoir les imiter a des applications prometteuses dans l'impression de sécurité.
"Ces structures artificielles pourraient être utilisées pour crypter des informations dans des signatures optiques sur des billets de banque ou d'autres objets de valeur afin de les protéger contre la falsification. Nous devons encore affiner notre système, mais à l'avenir, nous pourrions voir des structures basées sur des ailes de papillon briller d'un billet de 10 £ ou même nos passeports, " il dit.
Curieusement, le papillon peut également utiliser ses couleurs pour se crypter - apparaissant d'une couleur aux partenaires potentiels mais d'une autre couleur aux prédateurs.
Cette image SEM de concavités est recouverte d'un empilement multicouche conforme de 11 couches alternées d'oxyde de titane et d'alumine. Crédit :Mathias Kolle, Université de Cambridge
Kolle explique :« Les taches vertes brillantes sur les écailles des ailes de ce papillon tropical sont un exemple étonnant de l'ingéniosité de la nature dans la conception optique. Vu avec le bon équipement optique, ces taches apparaissent bleu vif, mais à l'œil nu, elles apparaissent vertes.
"Cela pourrait expliquer pourquoi le papillon a évolué de cette façon de produire de la couleur. Si ses yeux voient les autres papillons en bleu vif, alors que les prédateurs ne voient que des taches vertes dans un environnement tropical vert, alors il peut se cacher des prédateurs tout en restant visible pour les membres de sa propre espèce."
Les résultats sont publiés aujourd'hui dans Nature Nanotechnologie .