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
Historie Technika 28.12.2025
„Ty spadneš, Křižíku,“ houkne malíř Luděk Marold vzhůru k pouliční lampě, ve které se šťourá jeden z nejvýznamnějších českých vynálezců. Sám Křižík si z toho nic nedělá, vezme si šroubovák mezi zuby a pokračuje dál ve své práci. Těžko říci, zda se tato scéna z filmu Jára Cimrman ležící, spící mohla odehrát i ve skutečnosti. […]
Příroda Technika 24.12.2025
Používání dronů je v moderní době velmi rozšířené, a to v různých oblastech lidské činnosti. Spoléhají na ně i odborníci, kteří se zabývají zdravím keporkaků a dalších velryb v arktických vodách. Bezpilotní stroje jim pomáhají svým způsobem sbírat dech těchto zvířat. Tým vědců z britské King’s College London či norské Nord University navádí drony naložené […]
Historie Technika 22.12.2025
Nespočet lidských osudů bylo pohřbeno pod nánosy času. Zůstaly jen údaje o počtech – neosobní a anonymní. S tím se ale historici odmítli smířit. Dlouhé dekády strávili tím, aby co nejvíce obětí holokaustu identifikovali, vrátili jim jména a oživili jejich příběhy. Holokaust – při tom jediném slovu přeběhne člověku po zádech mráz. Za druhé světové […]
Technika 22.12.2025
Japonský výrobce hodinek Citizen uvedl v roce 1970 na trh první komerčně dostupné hodinky vyrobené z titanu. Od té doby tento materiál hraje v jeho nabídce prim a značka ho neustále vylepšuje. Nově přichází s titanem rekrystalizovaným. Citizen, jehož lokální zastoupení nově zavedlo na produkty této značky zakoupené v Česku sedmiletou záruku, představil nový materiál […]
Objevy Technika 17.12.2025
Na začátku přelomového objevu byl výzkum odborníků z Katedry fyziky Přírodovědecké fakulty Ostravské univerzity Nileshe Kumara, Miroslava Kolose a Františka Karlického, který se týkal dvou takzvaných dvourozměrných materiálů. Šlo o borid fosforu a diselenid chromu. Spojení těchto dvou materiálů, respektive ultratenkých vrstev, dokázalo zefektivnit jejich unikátní vlastnosti – zejména s ohledem na to, že odborníci […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Copyright © RF-Hobby.cz
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz