(PhysOrg.com) -- Au cœur même de certaines des couleurs les plus brillantes sur les ailes des papillons se trouvent des structures bizarres, une équipe multidisciplinaire de chercheurs de Yale a trouvé. Ces structures intriguent les scientifiques et ingénieurs de l'équipe, qui veulent les utiliser pour exploiter le pouvoir de la lumière.

Les nanostructures cristallines qui donnent finalement aux papillons leur couleur sont appelées gryoïdes. Ce sont des structures incurvées tridimensionnelles « étonnantes » qui diffusent sélectivement la lumière, dit Richard Prum, président et professeur William Robertson Coe au département d'ornithologie, Écologie et biologie évolutive. Prum a dirigé l'équipe de Yale, qui a rendu compte de ses conclusions en ligne dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .

Au fil des ans, Prum est devenu fasciné par les propriétés des couleurs sur les ailes de papillon et a enrôlé des chercheurs pour les aider à les étudier dans les départements de génie chimique, Physique et Génie Mécanique, ainsi que la Yale School of Engineering and Applied Science.

En utilisant une technique de diffusion des rayons X au Argonne National Laboratory dans l'Illinois, Richard Prum, son étudiant diplômé Vinod Saranathan et leurs collègues ont déterminé la structure interne tridimensionnelle des écailles des ailes de cinq espèces de papillons.

Le gyroïde est fait de chitine, la matière amylacée dure qui forme l'extérieur des insectes et des crustacés, La chitine est généralement déposée sur les membranes externes des cellules. L'équipe de Yale a voulu savoir comment une cellule peut se sculpter dans cette forme extraordinaire, qui ressemble à un réseau de boomerangs tripales. Ils ont trouvé que, essentiellement, les membranes externes des cellules des écailles des ailes de papillon se développent et se replient à l'intérieur des cellules. Les membranes forment alors un double gyroïde - ou deux, des réseaux d'images miroir façonnés par les membranes cellulaires externes et internes. Ces derniers sont plus faciles à cultiver mais ne diffusent pas aussi bien la lumière. La chitine est ensuite déposée dans le gyroïde externe pour créer un seul cristal solide. La cellule meurt alors, laissant derrière eux les nanostructures cristallines sur l'aile du papillon.

Les ingénieurs photoniques utilisent des formes gyroïdes pour essayer de créer des cellules solaires plus efficaces et, en imitant la nature, peut également être en mesure de produire des dispositifs optiques plus efficaces, dit Prum.