(PhysOrg.com) -- I hjärtat av några av de mest lysande färgerna på fjärilarnas vingar ligger bisarra strukturer, ett multidisciplinärt team av Yale-forskare har hittat. Dessa strukturer fascinerar teamets forskare och ingenjörer, som vill använda dem för att utnyttja ljusets kraft.

Kristallnanostrukturerna som i slutändan ger fjärilar sin färg kallas gryoider. Dessa är "svindlande konstiga" tredimensionella böjda strukturer som selektivt sprider ljus, sa Richard Prum, ordförande och William Robertson Coe professor vid institutionen för ornitologi, Ekologi och evolutionsbiologi. Prum ledde Yale-teamet, som rapporterade sina resultat online i Proceedings of the National Academy of Sciences .

Prum blev under åren fascinerad av egenskaperna hos färgerna på fjärilsvingar och anlitade forskare för att hjälpa till att studera dem från institutionerna för kemiteknik, Fysik och maskinteknik, samt Yale School of Engineering and Applied Science.

Med hjälp av en röntgenspridningsteknik vid Argonne National Laboratory i Illinois, Richard Prum, hans doktorand Vinod Saranathan och deras kollegor bestämde den tredimensionella inre strukturen av fjäll i vingarna på fem fjärilsarter.

Gyroid är gjord av kitin, det sega stärkelsehaltiga materialet som bildar utsidan av insekter och kräftdjur, Kitin deponeras vanligtvis på de yttre membranen av celler. Yale-teamet ville veta hur en cell kan skulptera sig själv till denna extraordinära form, som liknar ett nätverk av trebladiga bumeranger. De fann att, väsentligen, de yttre membranen av cellerna i fjärilsvingarna växer och viker sig in i det inre av cellerna. Membranen bildar sedan en dubbel gyroidea - eller två, spegelbildsnätverk formade av de yttre och inre cellmembranen. De senare är lättare att odla men är inte lika bra på att sprida ljus. Kitin deponeras sedan i den yttre gyroiden för att skapa en enda solid kristall. Då dör cellen, lämnar efter sig kristallnanostrukturerna på fjärilsvingen.

Fotonikingenjörer använder gyroidformer för att försöka skapa mer effektiva solceller och, genom att efterlikna naturen, kanske också kan producera mer effektiva optiska enheter, sa Prum.