Mikropartiklar som finns i cikadas utsöndringar kan bli den hemliga ingrediensen för produktion av osynlighetsmanteln. Dessa partiklar ändrar ljusets våglängd, som kan användas för att uppnå osynlighetseffekten.
Partiklarna som produceras av cikader stöter inte bara bort vatten från sina vingar utan förändrar också ljusets våglängder, vilket kan vara användbart för forskare i deras långsiktiga försök att skapa en osynlighetsmantel.
Nyckeln till att göra föremål osynliga är att hitta ett sätt att absorbera ljus som döljer föremålen. Det visar sig att detta är precis vad cikaden gör, gömmer sig från rovdjur.
Forskare vid University of Pennsylvania har skapat ett syntetiskt material som efterliknar mikropartiklarna som används av kikader. Detta uppnås genom att använda brunnar i nanometerstorlek som kan absorbera ljus i ett brett spektrum av vågor som kommer från olika riktningar.
Detta material ger en bättre förståelse för varför cikadamikropartiklar (brochosomer) är så effektiva för att kamouflaera en insekt och kan användas för att kamouflera vad som helst.
"Vi visste att våra syntetiska partiklar kan vara intressanta optiskt på grund av deras struktur", säger en av forskarna Tak-Sing Wong. - Därefter indikerade chefen för studien, Shikuan Yang, att cikaden producerar en beläggning vars struktur ligger mycket nära vårt syntetiska material. Detta gav oss en anledning att tänka på hur kikaderna använder detta material."
Brochosomer är som små fotbollar. Forskare har länge försökt att återskapa dem konstgjort.
Med hjälp av en komplex process med fem steg kunde forskare producera liknande mikropartiklar som kunde fånga upp till 99 procent av ljuset i de ultravioletta, synliga och infraröda områdena. Bristen på reflekterat ljus innebär att observatören helt enkelt inte har något att se.
Kampanjvideo:
Studien av dessa konstgjorda brochosomer hjälpte till att förstå mekanismen för "försvinnande" av kikader, eftersom rovinsekter och fåglar som jagar dem ser i de ultravioletta och synliga områdena.
När det syntetiska materialet applicerades på bladen, i emuleringen av nyckelpigans syn (med begränsningen av det synliga spektrumet), sammanföll praktiskt taget bladen och mikropartiklarna.
Skapandet av osynlighetsmanteln ligger fortfarande utanför våra möjligheter - och vissa fysiker är säkra på att detta helt enkelt är omöjligt - men forskarna tror att resultaten som erhållits från kikader kan utvidgas och användas i riktiga material.
"Olika material har olika användningsområden", säger Wong.”Till exempel används manganoxid i stor utsträckning i superkondensatorer och batterier. På grund av sin stora yta kan våra partiklar vara bra för batterielektroder, vilket påskyndar den kemiska reaktionen."
Som en antireflexbeläggning kan det nya materialet hjälpa sensorer och kameror att förbättra signal-brusförhållandet, förbättra teleskopfunktionerna och till och med förbättra solcellseffektiviteten. I alla dessa fall är absorptionsnivån för ljusenergi mycket viktig.
Det ser ut som om vi kommer att behöva klara oss av osynlighetsmanteln ett tag; ändå öppnar denna studie nya perspektiv och forskare hoppas kunna få materialet att fungera vid längre våglängder.
"Genom att göra den här strukturen större kan den möjligen kunna absorbera längre elektromagnetiska vågor som mitten av infraröd, och detta kommer att utvidga utbudet av applikationer som sensor och energilagring", säger Wong.
Vadim Tarabarko
