Le vert a toujours été la couleur de l'envie - et en nanotechnologie, ce n'est pas différent.

Les humains se sont toujours tournés vers la nature pour obtenir des conseils, outils et #inspo.

Depuis des siècles, nous avons utilisé des pigments végétaux et animaux pour teindre nos vêtements de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel.

Mais certaines nuances viennent plus facilement que d'autres.

Jeter de l'ombre

Dans la nature, les colorants verts ou bleus sont délicats à fabriquer.

De nos jours, nous pouvons créer des choses bleues en deux coups de queue de chien. Mais avant les colorants synthétiques, l'indigo d'origine végétale était "l'or bleu", une marchandise si précieuse que de nombreuses personnes ont été exploitées dans sa production.

Les colorants verts étaient tout aussi difficiles à trouver. Principalement, les gens mélangeaient l'indigo avec des pigments jaunes de safran, les peaux de curcuma et d'oignon.

Cependant, le petit papillon porte-queue, comme beaucoup d'autres papillons, a pu éviter complètement la voie chimique. Pour obtenir sa teinte Grinchy, il imite simplement physiquement la longueur d'onde de la lumière.

Voir vert

Le dogme est donc que la lumière voyage par vagues.

Différentes couleurs correspondent à différentes longueurs d'onde. Les longueurs d'onde sont mesurées par les distances entre les pics et les creux des ondes lumineuses.

Nous percevons certaines couleurs parce que les pigments absorbent certaines longueurs d'onde.

Mes jeans sont bleus car ils contiennent des pigments qui absorbent le violet, indigo, vert, jaune, lumière orange et rouge mais reflète le bleu. Mes chaussures sont noires car le cuir a été traité avec des taches qui absorbent toutes les couleurs, et ma chemise est rose parce que c'est juste une couleur sacrément mignonne.

Soyons physiques

Mais la couleur n'est pas toujours chimique. Parfois, c'est physique.

Sur l'aile du porte-queue, la coloration structurelle se produit lorsque la lumière rebondit sur des cristallites microscopiques.

Les cristallites ont cette folle structure de labyrinthe en 3D. Les scientifiques les appellent gyroïdes.

Un réseau de nanostructures gyroïdes recouvre les échelles individuelles de l'aile. Les cristallites montent des crêtes le long des écailles et sont traversées par des nervures.

Cela signifie que chaque écaille de papillon est recouverte d'une structure complexe mais très régulière avec des pics et des creux régulièrement espacés.

Parce que les distances entre les pics et les creux de cette structure correspondent à la longueur d'onde de la lumière verte, on voit du vert.

Les trucs durs

Les nanostructures gyroïdes biologiques n'ont été étudiées en profondeur que très récemment. Mais pas parce que les scientifiques ne s'y intéressaient pas.

Leur vraiment, leur taille vraiment ridiculement petite les rend assez difficiles à examiner. Littéralement, un centre pour fourmis serait mille fois trop grand pour elles.

Un autre problème est que la plupart d'entre eux sont constitués d'une fine membrane supportée par l'eau.

Pour essayer d'avoir un aperçu de ces structures vivantes à l'intérieur d'un microscope électronique, nous devons les mettre dans le vide.

Cela se passe aussi bien que de souffler des bulles de savon dans l'espace, en d'autres termes, pas bien.

Sans air pour repousser la membrane, ils ont éclaté. Vite.

Mais les gyroïdes de notre papillon ne sont pas faits de membranes. Plutôt, ils sont fabriqués à partir d'un matériau dur appelé chitine. C'est un sucre que l'on trouve dans les carapaces des insectes et des crustacés ainsi que dans les écailles de poisson et les champignons.

Et il est beaucoup plus facile d'obtenir une bonne image de ce qui est sous un microscope à l'échelle nanométrique.

Petits aperçus

Les nanostructures sont un peu partout, et ils sont utiles pour à peu près tout.

Ils rendent les feuilles de lotus autonettoyantes. Ils rendent les pieds de gecko collants. Ils aident les marcheurs aquatiques à marcher sur l'eau.

On ne peut observer que ceux qui créent un effet d'optique, mais même alors, ils sont assez communs.

Les arcs-en-ciel brillants qui jouent sur les coquilles d'huîtres sous différents angles. Les teintes vibrantes de l'ara bleu et jaune (nommé de manière innovante). Ou la baie marbrée, qui pourrait être le matériau biologique le plus brillant au monde.

Tous ces éléments proviennent de nano-bits et de bobs interférant avec la lumière.

Même parmi les papillons, les nanostructures sont courantes. Ils peuvent créer des blues, verts et irisation. Même le revêtement antireflet des papillons à ailes de verre presque invisibles a des nanostructures à remercier.

Essentiellement, les gyroïdes du papillon porte-queue sont spéciaux, mais pas si spéciaux.

Ce qui le rend unique, c'est que, pour la première fois, nous avons une idée de la façon dont les nanostructures pourraient se former.

Les scientifiques ont décrit ce qui ressemble à des gyroïdes en croissance qui remontent de la racine à l'extrémité des écailles des ailes.

Comme les von Trapp alignés dans leurs uniformes assortis, les structures nanocristallines progressent de petites à grandes.

A partir de cet instantané, les scientifiques peuvent déduire comment les nanostructures se forment.

Monstre aux yeux verts

Toute cette nano action rend les scientifiques un peu jaloux.

Les humains pourraient utiliser les nanostructures pour tant de choses différentes et utiles.

Et nous en utilisons déjà beaucoup dans notre vie quotidienne. Mais nous n'étudions les choses que depuis quelques années. La nature a une petite longueur d'avance (lire :3 milliards d'années) dans l'évolution de la production de masse efficace de nanostructures.

Alors comment les papillons se givrent-ils en nano bling à la chauve-souris d'une ommatidie ? Cette observation de l'aile du porte-queue est la première étape pour répondre à cette question.

Mais sûrement avant que nous le sachions, nos vêtements seront recouverts d'autonettoyage, changement de couleur, nanostructures invisibles contrôlant le climat.

Ce n'est pas la première fois que les humains s'inspirent de la nature. Et ce ne sera certainement pas la dernière.

Cet article a été publié pour la première fois sur Particle, un site d'actualité scientifique basé à Scitech, Perth, Australie. Lire l'article original.