Alla känner väl igen irritationen när ljus reflekteras på mobiltelefonens skärm så att den blir näst intill oläslig. Men nu kan hjälp komma från ett nytt håll – från studier av den glasvingade fjärilens genomskinliga vingar och deras kaosartade vingstruktur.

I motsats till andra genomskinliga ytor reflekterar vingarna hos den glasvingade fjärilen (Greta Oto) knappast något ljus alls.
Foto: Radwanul Hasan Siddique, KIT)

Forskare vid Karlsruhe Institute of Technology (KIT) har studerat den glasvingade fjärilens vingar och funnit att de reflekterar en mycket liten del av det infallande ljuset – och det även när man betraktar den ur olika vinklar. Det här är en viktig förmåga då en hungrig fågel får svårt att upptäcka fjärilen när den flyger. En annan viktig aspekt för fjärilens överlevnad är att den inte heller reflekterar UV- eller IR-ljus.

Den glasvingade fjärilen reflekterar mellan två till åtta procent av det infallande ljuset beroende på den vinkel man betraktar den från. Som jämförelse reflekterar plant glas mellan åtta och 100 procent av det infallande ljuset. Det här kan öppna upp nya möjligheter att undertrycka reflektioner från bildskärmen hos mobiltelefonen eller den bärbara datorn.

Oregelbunden storlek och fördelning av nanostrukturer på ytan av fjärilens vinge orsakar låg reflektion av ljus från alla betraktelsevinklar
Foto: Radwanul Hasan Siddique, KIT

Tidigare studier har visat att regelbundna, pelarliknande nanostrukturer är orsaken till låga reflektioner hos andra djur. Forskarna vid KIT har undersökt den glasvingade fjärilens vingar med svepelektronmikroskop och även här funnit pelare i nanoskalan men i motsats till tidigare fynd är de oregelbundet ordnade och har en slumpmässig höjd. En typisk höjd hos pelarna varierar mellan 400 och 600 nanometer och avståndet mellan pelarna varierar mellan 100 och 140 nanometer. I simuleringar har forskarna matematiskt modellerat dessa oregelbundenheter i höjd och arrangemang. De fann att den beräknade, reflekterade ljusmängden exakt motsvarade den observerade mängden vid variabla vinklar och påvisade på så sätt att det berodde på just den här oregelbundna nanostrukturen.

– Den glasvingade fjärilen är ett fascinerande djur – inte bara optiskt med sina genomskinliga vingar utan också vetenskapligt. I motsats till andra naturfenomen, där regelbundenhet är av högsta prioritet, använder den glasvingade fjärilen ett uppenbart kaos för att nå effekter som också är fascinerande för oss människor, säger doktorand Radwanul Hasan Siddique vid KIT.

Forskningsresultaten öppnar upp för en rad tillämpningar varhelst lågt reflekterande ytor behövs, till exempel i linser eller bildskärmar hos mobiltelefoner. Förutom teoretiska studier av fenomenet genomförs för närvarande även tillämpade prototypexperiment som redan avslöjat att denna typ av ytbeläggning också har en vattenavvisande och självrengörande effekt.

Forskningen har letts av Hendrik Hölscher vid KIT och resultaten har nu publicerats I Nature Communications DOI 10.1038/ncommons7909.

Filed under: Utländsk Teknik