Der Cyphochilus- Käfer, ein weit verbreiteter Zuckerrohrschädling in Südostasien, weist stark weiße Schuppen auf, die heller sind als fast jede andere Substanz in der Natur. Wissenschaftler der University of Cambridge und der Aalto University in Finnland haben auf der Grundlage ihres Wissens über die einzigartige Struktur der Lebewesenschuppen eine neue, superweiße Beschichtung entwickelt, wie Ryan F. Mandelbaum für Gizmodo berichtet.
Menschen erzeugen normalerweise helle Farben mit Pigmenten, die einige Wellenlängen des Lichts absorbieren und andere reflektieren. Wir nehmen verschiedene Farben wahr - Rot, Grün, Blau usw. - basierend auf den Wellenlängen, die zum menschlichen Auge reflektiert werden. Weiß hingegen streut alle Wellenlängen mit der gleichen Effizienz.
Laut einer Pressemitteilung der Universität Cambridge enthalten die meisten im Handel erhältlichen weißen Produkte - wie beispielsweise Sonnenschutzmittel und Farben - „hochbrechende Partikel (normalerweise Titandioxid oder Zinkoxid), um Licht effizient zu reflektieren.“ sicher, obwohl Studien gezeigt haben, dass Titandioxid bei der Herstellung als Nanopartikel gesundheitsschädliche Auswirkungen haben könnte. Und weder Titandioxid noch Zinkoxid sind aufgrund der Extraktions- und Syntheseverfahren der Verbindungen vollständig nachhaltig.
Für ein umweltfreundlicheres Weiß suchten die Forscher den Cyphochilus- Käfer. Das brillante Weiß seiner Schuppen stammt nicht von einem Pigment, sondern von komplizierten Netzwerken von Chitinfilamenten. Chitin ist ein Molekül, das auch in den Schalen von Weichtieren und in den Zellwänden von Pilzen vorkommt und das Licht mit hoher Effizienz reflektieren kann. Wie Ben Coxworth in New Atlas erklärt , hat das Forscherteam die Struktur der Chitin-Netzwerke des Cyphochilus- Käfers kopiert, indem es sehr dünne Cellulosestränge, die als „Cellulose-Nanofibrillen“ bezeichnet werden, sorgfältig angeordnet hat. Das Experiment wurde in einer neuen Studie in Advanced Materials durchgeführt Eine superweiße Beschichtung, die 20 Mal heller ist als Papier.
"Wenn Sie eine Wand weiß streichen, müssen Sie einige Male streichen", sagt die Studienautorin Olimpia Onelli von der Universität Cambridge gegenüber Gizmodos Mandlebaum. „Mit unserem Material können wir es mit einer Dicke von 10 Mikron streichen.“ Das ist, wie Mandlebaum bemerkt, dünner als die Breite einer feinen Haarsträhne.
Die neue Beschichtung ist nicht die weißeste Substanz der Welt - weißere Pigmente wurden unter Verwendung von Titandioxid hergestellt -, aber im Gegensatz zu anderen Materialien ist sie biokompatibel (was bedeutet, dass sie für lebende Gewebe nicht schädlich ist) und nachhaltig. Die Beschichtung ist noch nicht industrietauglich, aber die Forscher hoffen, dass sie eines Tages auf eine Reihe von Produkten aufgebracht werden kann, von Kosmetika über Farben bis hin zu Lebensmitteln.
