Bunte Schmetterlingsflügel inspirieren fälschungssicher Tech

Um Identitätsdiebe und Fälscher zu stoppen, ist eine Gruppe von Forschern auf der Suche nach Inspiration von unerwarteter Seite: Schmetterlinge.

Um einen Partner zu gewinnen, der männlichen Pierella Luna Schmetterling von lateinischem Amerika verwendet seine Tragflächensatz führen einen erweiterte optische Trick bekannt als umgekehrte Farbe Beugung. Dank der Mikrostruktur des Flügelschlags – bestehend aus winzigen Schuppen am Ende leicht nach oben gekrümmt, Licht beugen – der Schmetterling erscheint, Farbe zu ändern, wenn es aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet wird.

Nun haben Forscher an der Harvard University herausgefunden, eine Möglichkeit, künstliche photonische Materialien zu verwenden, um die Pierella Lunaattraktive Lichtshow zu imitieren. Sie haben geschaffen, das sogenannte ein Beugungsgitter, eine Oberfläche, die spaltet sich weißen Lichts in seine einzelnen Wellenlängen von Farbe und sendet diese Farben in verschiedene Richtungen Reisen. Wenn photonic Materials aus einem Blickwinkel betrachtet, sieht es um eine Farbe zu sein, aber aus einem anderen Blickwinkel erscheint die Farbe ändern, je nach Co-Autor Mathias Kolle, ein Mitglied des Forschungsteams Harvard und Assistant Professor für Maschinenbau am Massachusetts Institute of Technology (MIT) zu studieren. [Schmetterling Galerie: schönen Flügel fliegen]

Wenn Sie je eine CD gehört habe, dann Sie wahrscheinlich normale Farbe Beugung in Aktion erlebt haben Kolle Leben Wissenschaft gesagt. Stellen Sie sich eine CD glänzende Seite auf einem Tisch aufstellen und dann ein Licht beschienen. Verschiedene Farben erscheinen auf der CD schimmernde Oberfläche, je nachdem, wie Sie Ihren Kopf bewegen.

Dies geschieht, weil die winzigen Datenspuren, die es ermöglichen für Sie zum Anhören der CD auch als ein Beugungsgitter dienen, weißes Licht in seine verschiedenen Wellenlängen der Farbe aufteilen.

Aber dieser optische Trick ist mehr als nur etwas zu starren. es auch sinnvoll eingesetzt werden kann, sagte der Forscher.

"Wir dachten, es kann einige Vorteile für solch ein einzigartiges [Material] im Sicherheitsdruck," sagte Kolle. "Oder, potenziell, konnte wir die Ausgabe von Licht emittierenden Geräten anpassen, indem man eine solche Struktur auf ihnen." Das Material könnte auch beschichten die Sonnenkollektoren zu manipulieren wie Licht die einzelnen Zellen Eintritt, fügte er hinzu.

Es ist das neue photonische Material Mikrostruktur, die es für vielfältige Einsatzbereiche wertvoll machen könnte. Superdünn, durchsichtiges Material besteht aus einem Array von mikroskopisch kleinen Platten oder Skalen, die diejenigen zu imitieren, aus denen sich die Pierella Luna "s Flügel. Jede Platte ist etwa 18 Mikrometer groß – etwa ein Fünftel der Durchmesser eines menschlichen Haares – und jedes Zimmer verfügt über einen überbacken oder geriffelte, Rand. Die Grate auf jeder Platte aussehen wie kleine Linien, die durch das Material und sind Abstand ca. 500 Nanometern auseinander.

"Es ist wie wenn du ein Notebook und legst es auf seiner Seite stehen, und dann man viele Notizbücher im gleichen Abstand voneinander legt. "Das ist die grundlegende Struktur", sagte Kolle.

Alle diese Funktionen – den Platten selbst und die Grate durch sie laufen – können manipuliert werden, um verschiedene optische Effekte, Kolle sagte. Durch Ändern der Höhe Größe und Abstand zwischen den Platten oder die Grate, die Forscher können ändern, wie das Material bricht Licht – ein Feature, dass Kolle ruft "Einstellbarkeit."

Das Material ist auch ziemlich schwierig, neu, Kolle sagte, welches ist, warum er, es denkt könnte verwendet werden, um sicherer Banknoten oder Pässe zu machen. Wenn für solche Zwecke verwendet, würde es diese gedruckten Objekte eine sogenannte "optische Signatur" verleihen, sagte er.

Die Möglichkeit, das Material zu bestimmten Wellenlängen tune könnte es auch wertvoll für die Hersteller von Solarzellen oder Leuchtdioden (LEDs) verwendet in Geräten der Unterhaltungselektronik machen. Beide Produkte müssen so effizient wie möglich auf die Art und Weise werden sie absorbieren oder lassen Sie Licht, sagten die Forscher.

"Wir hoffen auch, dass wir diese Strukturen zur Steigerung der Effizienz der Kopplung von Licht in einer Solarzelle anpassen können. Und es ist das inverse Problem mit Licht emittierenden Geräten: Licht aus der LED hat, und wir denken, dass wir die out-Kupplung Wirkungsgrade von LEDs verbessern können "Kolle sagte. Kupplung Effizienzsteigerung bedeutet, dass Licht eine Solarzelle betritt oder eine LED mehr präzis verlässt, wodurch eine stärkere und länger anhaltende optisches Signal, fügte er hinzu.

Die Studie wurde online veröffentlicht heute (6. Okt.) in der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences.

Folgen Sie Elizabeth Palermo @ techEpalermo . Folgen Sie Live Science @livescience , Facebook & Google + .