Waarom vlinders nooit vuil worden

Bericht uitgegeven door Natuurpunt Studie [land] op [publicatiedatum]

Vlinders zijn populaire insecten, niet alleen bij het brede publiek maar ook bij wetenschappers, voor wie vlinders een geliefd studieobject vormen. Een nieuwe studie onderzocht het zelfreinigende vermogen van vlindervleugels en geeft meteen aan hoe we die kennis via nanotechnologie kunnen omzetten in maatschappelijk relevante toepassingen . En het is niet eerste keer dat ingenieurs inspiratie vinden bij vlinders.

Heb je al eens een vuile vlinder zien rondfladderen? Nee? Ik ook niet. Vlinders worden namelijk amper vuil. Vlindervleugels vertonen kleuren en patronen die zichtbaar moeten zijn voor soortgenoten en/of belagers. Ook om deftig te kunnen vliegen hebben ze behoefte aan propere vleugels. Daarom zijn vlindervleugels zo opgebouwd dat er geen vuil of water kan blijven aankleven. De vleugels van vlinders zijn volledig met schubbetjes bedekt, die als leien gerangschikt liggen. Deze structuur zorgt ervoor dat waterdruppels van een vlindervleugel rollen, zoals regen van een leien dak. Tot die vaststelling kwamen wetenschappers van Ohio State University, die de vleugelstructuur van de spectaculaire Zuid-Amerikaanse Morpho-vlinders onderzochten.

Met siliconen werd een plastic oppervlak geproduceerd dat dezelfde microscopische structuur heeft als een vlindervleugel. Als ze dat vergeleken met een effen oppervlak uit dezelfde stof, bleek dat de vlindervleugelstructuur tot 15% minder stof en water vasthoudt. Die kennis wil men toepassen in medische apparatuur (bv. katheters), waarin de ontwikkeling van bacteriënkolonies niet wenselijk is.

Eerder al werd de vleugelstructuur van tropische vlinders onderzocht door een team van de universiteit van Cambridge. Zij keken hoe licht gereflecteerd werd door de vleugels en hoe vlinders dus aan hun mooie kleuren komen. Bij heel wat vlinders worden de spectaculaire kleureffecten niet veroorzaakt door pigment in de vleugelschubbetjes, maar gaat het om licht dat erop weerkaatst. Daardoor kan de waargenomen kleur veranderen met de invalshoek en wordt de intensiteit van de kleur sterker bij opvallend licht.
De vleugelschubbetjes van een Indonesisch broertje van onze Koninginnepage, Papilio blumei, zijn niet effen maar vertonen een structuur die vergelijkbaar is met de binnenkant van een eierdoosje. De wetenschappers zien meteen mogelijkheden om die microscopische structuren toe te passen in ‘security printing’. Bankbiljetten en paspoorten zijn vaak van bepaalde iriserende patronen voorzien om namaak te bemoeilijken.

Tenslotte ontwikkelden Chinese en Japanse wetenschappers een efficiëntere zonnecel door de microscopische structuur van vlindervleugels na te bootsen. Vlinders gebruiken hun vleugels als zonnecollectoren om een optimale lichaamstemperatuur (die ook boven 30°C ligt) te bereiken. De manier waarop zij dat doen, is door de opbouw van de schubbetjes bijzonder efficiënt. Zonnecellen met eenzelfde, nagebootste structuur blijken beter licht te absorberen dan de klassieke zonnecellen die kleursensitief zijn.

Tekst: Wim Veraghtert, Natuurpunt Studie
Foto: Philippe Vanmeerbeeck