«Синие, как морфо, небеса». Крылья бабочек рода морфо способны произвести впечатление даже на не очень склонного к восторгам В. В. Набокова. Переменчивый металлический блеск свойствен только верхней стороне крыльев морфо, покрытой, словно черепицей, мельчайшими чешуйками, преломляющими падающий на них свет.

Морфо (фото Kevin Schafer / Corbis).

Чешуйки эти настолько малы (50 на 100 мкм), что имеют все основания называться наноструктурами и по сути являются фотонными кристаллами.

Вид рода Morpho с самым сильным эффектом иризации — горная бабочка морфо Сульковского (Morpho Sulkowskyi), имеющая белую окраску, превращающуюся при падении света под определённым углом в бирюзовую или лиловую. В 2007 году группа учёных General Electric обнаружила, что по характеру отражения света в крыльях морфо можно точно определить, через пары каких веществ и в какой концентрации проходили фотоны.

В августе 2010 года возглавляемый GE консорциум получил от Управления перспективных исследований Министерства обороны США (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA) грант на $6,3 млн; команда исследователей была усилена специалистами по оптике, биомиметике и литографическому нанопроизводству. Задача — воспроизвести наноструктуры крыльев морфо Сульковского на синтетических покрытиях, что позволит создать новое поколение фотонных сенсоров.

Характеристики сенсорных пластин можно будет задавать произвольно, подстраивая их под группы определённых веществ: сенсоры будут в состоянии распознавать сразу несколько, невзирая на взаимную интерференцию.

«Сенсоры, фиксирующие тысячу химических веществ, — научная фантастика, но сенсоры, безошибочно распознающие несколько веществ и определяющие их концентрацию, — это мы можем», — говорит доктор Радислав Потирайло, глава группы.

По мнению DARPA, маленькие (1 кв. см) и дешёвые в производстве фрагменты плёнки можно будет пришивать на одежду военнослужащих, клеить на стены, разбрасывать, как конфетти, над полем боя. Возможных «мирных» применений тоже не счесть. Это и выявление в холодильнике чего-нибудь тухлого, и предупреждение чрезвычайных ситуаций на производствах…

Мальчик и морфо (фото Randy Faris / Corbis).

Текст: Фернандо де ла Куадро

Подготовлено по материалам Wired