(Разные разности. «ХиЖ» 2024 №3)
Вы когда-нибудь видели бабочку Морфо? Это огромная бабочка. Ее крылья размером почти с ладонь сияют фантастическим насыщенным голубым или сапфировым цветом. Да еще и переливаются перламутром.
Какой удивительно красивый краситель! Первая мысль — выделить его из крылышек бабочек, определить структуру синего пигмента и попробовать повторить его синтез в колбе, чтобы потом перенести в промышленность. Но не тут-то было.
А все потому, что в случае с бабочкой Морфо мы имеем дело с так называемой структурной окраской, которой никакой пигмент не нужен. Его и нет в крылышках бабочки. Окраска образуется в результате игры солнечного света с наноструктурированной поверхностью чешуек на крылышках бабочки.
До недавних пор считали, что структурная окраска в большей степени характерна для животного мира — насекомых, рыб, земноводных, моллюсков, птиц. Да и зачем она растениям, если они могут легко, в отличие от большинства животных, синтезировать синие пигменты.
Но это не так. На самом деле, лишь очень немногие экзотические растения производят синие красители. Потому что, в отличие от других красителей, их образование требует больших затрат энергии. Давно известно, что черника и другие ягоды в действительности содержат только красные красители в мякоти и кожуре, поэтому их сок тоже красный. Но тогда откуда берется такой красивый сине-голубой цвет черники и голубики?
Ученые решили присмотреться к поверхности кожуры ягод черники, некоторых сортов винограда, а также голубых ягод можжевельника. Все они красивого цвета с белесым налетом, как будто запотевшие. Давно известно, что кожура этих ягод покрыта воском. Ученые полагали, что воск защищает ягоду от насекомых и отталкивает воду, чтобы ягоды не гнили. Но оказалось, что этим роль воска не ограничивается.
Ученые исследовали структуру воскового покрытия и пришли к выводу, что именно этот восковой слой со своими особыми наноразмерными кристаллическими структурами и обеспечивает ягодам структурную окраску. Здесь цвет — это тоже оптический эффект, как и на крыльях бабочки Морфо. Причем спектроскопический анализ показал, что структурированный восковой слой на поверхности ягод отражает не только синие, но и ультрафиолетовые длины волн.
Итак, цветовой эффект обусловлен особенностями тонких восковых слоев, которыми покрыты эти ягоды. Однако исследователи пошли дальше. Они смыли воск с поверхности ягод махонии — это декоративный орегонский ползучий виноград. Затем выделили воск из раствора. Он, кстати, по внешнему виду был похож на самый обыкновенный воск белесого цвета. Никакой синевы. Затем расплавили воск, нанесли его тонким слоем на темное стекло.
И все изменилось как по мановению волшебной палочки, когда воск застыл. Вместо белесой восковой заплатки на темном стекле теперь красовалась красивая голубая заплатка — точно такого же цвета, что ягода махонии. Впервые ученые повторили технологию природы, правда, с помощью ее воска.
Можно порассуждать о перспективах этого исследования. Мне, например, в голову приходит идея солнцезащитного крема, ведь этот структурированный тонкий слой воска отражает не только синие, но и ультрафиолетовые лучи. Крем в баночке будет белый, а вот его тонкий слой на теле станет голубым или синим.
Ну и что? Волосы же красят в розовый и зеленый цвет без всякой пользы? А тут можно немного пострадать, походить голубым, зато защита от ультрафиолета гарантирована. А главное, этот воск — чистейший природный продукт.
Природа по-прежнему остается неисчерпаемым кладом идей и инноваций. Взять их у нее — наша задача!
Л.Н. Стрельникова
Остальные статьи из этой рубрики вы можете найти в подборке «Разные разности»
Купить номер или оформить подписку на «Химию и жизнь»: https://hij.ru/hij_kiosk.shtml
Благодарим за ваши «лайки», комментарии и подписку на наш канал
– Редакция «Химии и жизни»