Domů     Technika
Jak příroda krotí světlo?
21.stoleti 19.2.2009

Bílé světlo je ve své podstatě tou částí elektromagnetického vlnění, k jehož vidění nás příroda vybavila očima. Jednotlivé barvy se z něj mohou vynořovat různým způsobem. Jeden ze způsobů vytvořila již dávno samotná příroda a nadělila jej drobnému jihoamerickému broučkovi. Jeho zkoumání by mohlo vést k převratným pokrokům v digitálních technologiích. Bílé světlo je ve své podstatě tou částí elektromagnetického vlnění, k jehož vidění nás příroda vybavila očima. Jednotlivé barvy se z něj mohou vynořovat různým způsobem. Jeden ze způsobů vytvořila již dávno samotná příroda a nadělila jej drobnému jihoamerickému broučkovi. Jeho zkoumání by mohlo vést k převratným pokrokům v digitálních technologiích.

Jihoamerický nosatec Lamprocyphus augustus učaroval vědcům z americké University of Utah Michaelu Bartlovi a Jeremymu Galushovi svým krásným duhově zeleným zbarvením natolik, že se rozhodli prozkoumat jej pomocí nejmodernějšího laboratorního vybavení. Jeho povrch odráží světlo tak, že při pohledu z jakékoliv strany má stejně krásnou duhovou barvu. Vědcům bylo jasné, že povrch brouka, tzv. epikutikula, která je tvořena drobnými šupinkami polysacharidu chitinu, musí se světlem nakládat velmi originálně. Zjistili, že příroda tomuto broukovi vytvořila na těle fototonické krystaly, které se lidé snaží připravit synteticky již téměř dvacet let.

Světlo v počítačích
 Fototonické krystaly se chovají ke každé složce viditelného elektromagnetického vlnění – neboli světla – jinak. Některé světlo o jisté barvě – neboli vlnové délce – bez problémů propustí, jiným však ukáže stopku a odrazí je jako zrcadlo. Teoreticky byla struktura takového krystalu popsána již v roce 1990. Podle teoretických předpovědí by uspořádání atomů v krystalové mřížce mělo být velmi podobné uspořádání uhlíkových atomů v krystalu diamantu. V diamantu jsou však atomy příliš blízko sebe a pro práci s viditelným světlem nejsou příliš vhodné. Snem vědců je proto připravit syntetický materiál, který by měl optické vlastnosti podobné diamantu, ale byl skutečně použitelný. Taková látka by znamenala opravdu velký technologický skok kupředu. Světlo o specifické vlnové délce by mohlo být využíváno pro katalýzu jistých chemických reakcí, největší využití by však našlo v optických počítačích. Ty současné využívají pro přenos informace elektřinu (tedy proud elektronů). Optické počítače by však namísto nich mohly využívat světlo, tedy fotony. Takové stroje by dokázaly roční práci těch dnešních zvládnout v několika vteřinách.

Krystaly na krovkách
 Vědci zjistili, že duhově zelená barva brouka není dána přítomností zeleného pigmentu, ale specifickým uspořádáním molekul v šupinách na jeho povrchu. Šupiny fungují jako dokonalý fototonický krystal. Zatímco větší část spektra viditelného světla (tj. vlnění o vlnové délce mezi 400–700 nm) pohlcují, u vln o délce mezi 500–550 nm dělají výjimku. Právě tuto délku má světlo, které brouka barví do krásně zelené barvy. Za to, že se brouci jeví krásně zelení ze všech stran, je zodpovědná zase struktura šupin. Každá z nich je totiž složena z více než 200 chitinových „krystalů“ podobné struktury, jako má diamant. Jednotlivé krystaly jsou však orientovány různými směry. Odrážejí tak veškeré světlo, které na brouka dopadá z libovolného úhlu, a přispívají tak  k opalizujícímu efektu, který z něj dělá skutečný oživlý drahokam. Cesta od tohoto objevu k jeho praktickému využití bude však zřejmě ještě velmi dlouhá.

Brouk bělejší než mléko
 Nestorem výzkumů fototonických vlastností hmyzích povrchů je Dr. Peter Vukusic z katedry fyziky univerzity v britském Exeteru, který se tomuto tématu věnuje už od roku 1998. V nedávné době přišel se svým týmem se zajímavým objevem. Zkoumal zvláštní brouky z jihovýchodní Asie, chroustky rodu Cyphochilus. Bílá barva jejich krovek má takovou intenzitu, že těžko hledá v přírodě obdoby. Vukusicův tým zjistil, že za jejich neuvěřitelnou bělostí stojí nikoliv přítomnost bílého pigmentu, ale právě specifické vnitřní uspořádání chitinových krystalů na jejich povrchu. Jejich uspořádání je totiž zcela nahodilé a díky tomu umožňuje dokonalý rozptyl světla.

Související články
Umělá inteligence je tu, ať se to někomu líbí nebo ne. Nabízí přehršel možností, ale také ukrývá nemálo čertových kopýtek. A tak je tomu i v oblasti vzdělávání. Sal Khan, výkonný ředitel Khan Academy, na které skrze online přednášky studují miliony lidé po celém světě, měl loni na konferenci TED Talk, jejímž mottem je heslo […]
Virtuální realita už není jen hračkou geeků, odnoží herního zábavního průmyslu nebo vědců. Její potenciál je větší, s přesahem do každodenního života. Městská knihovna v Praze prostřednictvím VR nejen zpřístupnila zajímavou, bezmála stoletou historii budovy knihovny na Mariánském náměstí, ale umožňuje i pohlédnout na knihovnu a její služby novýma očima. Městská knihovna v Praze zahájila projekt před […]
Pro své rozměry, vybavení a technologie se stala chloubou amerického námořnictva. Jedná se totiž o největší a nejnovější letadlovou loď, která po více než 10 letech od spuštění na vodu konečně začala sloužit Spojeným státům i alianci NATO. Stavba nejmodernějšího plavidla, se kterým si USA pojistily pozici největší námořní velmoci planety, započala roku 2009. Slanost […]
Peugeot 208, ikonický drobek a nejprodávanější vůz v Evropě v roce 2022, dostává nový kabátek. Modernizací se stává ještě neodolatelnějším, zejména pak jeho elektrická verze E-208, která překonává dojezd 400 km. Celá modelová řada 208 pak profituje z nového designu, špičkových technologií a emocí z nových motorů. Peugeot 208, nástupce dlouhé řady devíti generací městských […]
Americká agentura NASA hodlá v letošním roce odstartovat pátrání po stopách života v rámci Sluneční soustavy. K měsíci Europa proto bude vyslána sonda, která kromě vědeckých přístrojů ponese také speciální poselství o člověku a planetě Zemi. Budoucím poslíčkem byla „jmenována“ Europa Clipper, jež bude vybavena spoustou špičkových přístrojů sloužících k měření ledu zakrývajícího oceán či […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz