Die oftmals kräftigen Farben von Käfern kommen durch eine dreidimensionale Struktur ihrer Chitinpanzer zustande, haben Forscher der Universität von Namur in Belgien entdeckt. Durch eine Untersuchung mithilfe eines Elektronenmikroskops konnte das Team den genauen Aufbau eines derartigen natürlichen photonischen Kristalls studieren. Dessen künstliche Nachbildung könnte unter anderem in Reflexionsbildschirmen eingesetzt werden.
Als Jean Pol Vigneron und seine Kollegen den Chitinpanzer eines Käfers der Coleoptera-Familie mit ihrem Elektronenmikroskop in hoher Auflösung abbildeten, stellten sie zu ihrer Überraschung fest, dass dessen Oberfläche eine schuppenartige Strukturierung aufwies (siehe Bild). Eine genaue Studie der Geometrie dieser Musterung ergab, dass sie durch eine periodische Anordnung von reinem und mit Lufteinschließungen versetztem Chitin bestand.
Die Forscher studierten dann mit einem numerischen Modell die optischen Eigenschaften des strukturierten Panzers. Vigneron nach erzeugt die Musterung eine optische Bandlücke im blauen Bereich des Spektrums, so dass sich Licht dieser Wellenlängen nicht durch den Panzer ausbreiten kann und daher reflektiert wird. Der untersuchte Käfer wies in der Tat eine kräftige blaue Farbe auf.
Die Forscher hatten somit ein weiteres Beispiel für einen in der Natur vorkommenden photonischen Kristall entdeckt. Die kräftigen Farben von Schmetterlingsflügeln werden zum Beispiel durch eine ähnliche Musterung erzeugt. Vigneron betont, dass derartige Studien einen technischen Nutzen mit sich bringen ? sie geben Forschern Hinweise auf bisher nicht untersuchte räumliche Strukturen mit optischen Bandlücken.
Physical Review E (Band 72, Artikel 061904) Stefan Maier
