Inspirerad av håret på blå taranteller, forskare från University of Akron leder ett team som gjorde ett strukturellt färgat material som visar konsekvent färg från alla visningsriktningar. Detta fynd kullkastar den konventionella visdomen att fotoniska strukturer med lång räckvidd alltid är iriserande, öppnar ny potential för att massproducera strukturella färger eftersom välordnade mönster är lätta att skala upp och tillverka. Bor-Kai (Bill) Hsiung och hans kollegor vid UA, Gent universitet, Karlsruhe Institute of Technology och University of Nebraska-Lincoln publicerade sin forskning, som finns med på omslaget till tidskriften från januari 2017 Avancerat optiskt material .

"Strukturfärger är mer levande och hållbara än de pigment som används i de flesta mänskliga produkter, " förklarade Hsiung, huvudförfattaren till denna forskning och en Biomimicry Fellow i Integrated Bioscience Ph.D. program vid University of Akron. "De produceras av optiska effekter när ljus interagerar med nanostrukturer som är ungefär lika stora som ljusets våglängd." Tänk på en påfågel, eller en fjäril. Problemet är att de flesta strukturella färger är starkt iriserande, ändrar färg när den ses från olika vinklar. Det är vackert ute i naturen, men inte särskilt funktionell när vi tittar på tv och vi flyttar till en ny plats."

Teamet upptäckte först att många livfulla blå taranteller inte visar iriserande även om spindlarna använder nanostrukturer för att producera dessa färger. Eftersom spindelns blå färg inte är iriserande, Hsiungs team föreslog att samma process skulle kunna användas för att göra pigmentersättningar som aldrig bleknar, samt att hjälpa till att minska bländning på vidvinkelsystem i telefoner, tv-apparater och andra apparater.

När de grävde djupare, de fann att hårstrån på vissa arter av blå tarantuler visar en speciell blommeliknande form som de antog minskade den iriserande effekten från periodiska strukturer. Sedan, tack vare crowdfunding-pushen de fick tidigare, de kunde testa denna hypotes med hjälp av en serie datorsimuleringar och fysiska prototyper byggda med banbrytande nano-3D-utskriftsteknik.

Deras färg som produceras av de 3D-tryckta strukturerna har en betraktningsvinkel på 160 grader, den största betraktningsvinkeln av alla syntetiska strukturella färger som visas.

"Dessa strukturella färgämnen kan användas som pigmentersättningar - varav många är giftiga - i material som plast, metall, textilier och papper, och för att producera färg för vidvinkelsystem som telefoner och tv-apparater, " sa Hsiung.