Если вы коснетесь крыльев бабочки, на пальцах останется мелкая пыль. Она состоит из крошечных микроскопических чешуек, сотни тысяч которых покрывают крылья бабочки — так, как черепица лежит на тонкой крыше. Структура и расположение этих чешуек создают цвет и мерцание крыльев бабочки, а также помогают защитить насекомое от непогоды.
Инженеры Массачусетского технологического института запечатлели сложную хореографию чешуек бабочки, образующихся во время развития внутри куколки. С помощью небольшой хирургической операции и умного подхода к визуализации ученые впервые наблюдали процесс трансформации внутри куколки. Исследовались чешуйки крыльев у бабочки Vanessa cardui, известной как «Раскрашенная леди».
Специалисты заметили, что по мере формирования крыла клетки на его поверхности выстраиваются в упорядоченные ряды. Эти клетки быстро дифференцируются в чередующиеся «покровные» и «наземные» чешуйки, образуя перекрывающийся узор, напоминающий гальку. Когда они достигают полного размера, на чешуе появляются тонкие гребни по всей длине — крошечные гофрированные детали, которые «отвечают» за цвет насекомого и защищают от дождя. Эта визуализация может служить планом для разработки новых функциональных материалов, таких как переливающиеся окна и водонепроницаемые ткани.
«Крылья бабочки контролируют многие из своих атрибутов, точно формируя структурную архитектуру чешуек крыла, — говорит ведущий автор Энтони Макдугал, научный сотрудник отдела машиностроения Массачусетского технологического института. — Эту стратегию можно использовать, например, для придания цвета и самоочищающихся свойств автомобилям и зданиям. Теперь мы можем научиться у бабочек структурному контролю над этими сложными микронаноструктурированными материалами».
Исследование команды ученых опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Фото
23.11.2021
Елена Краснова
Источник
Нет комментариев