Les ailes des papillons morpho créent de la couleur en provoquant la diffraction et l'interférence des ondes lumineuses.

Introduction

De nombreux types de papillons utilisent des structures interagissant avec la lumière sur leurs écailles d'ailes pour produire de la couleur. La cuticule sur les écailles des ailes de ces papillons est composée de structures nanométriques et microscopiques transparentes en couches de chitine et d'air.

Image : Jules Bartl (illustrateur) / Biomimicry Institute / Copyright © - Tous droits réservés

Les ailes de papillon Morpho ont de minuscules écailles couvertes de crêtes microscopiques, de nervures croisées et d'autres structures. Ceux-ci jouent avec les ondes lumineuses pour créer des bleus et des taches brillants. La structure, au lieu d'un produit chimique, crée la couleur.

La stratégie

Plutôt que d'absorber et de refléter certaines longueurs d'onde lumineuses comme le font les pigments et les colorants, ces structures à plusieurs échelles provoquent la diffraction et l'interférence de la lumière qui frappe la surface de l'aile. Les nervures transversales qui dépassent des côtés des crêtes sur l'échelle de l'aile diffractent les ondes lumineuses entrantes, provoquant la propagation des ondes lorsqu'elles traversent les espaces entre les structures. Les ondes lumineuses diffractées interfèrent alors les unes avec les autres de sorte que certaines longueurs d'onde de couleur s'annulent (interférences destructives) tandis que d'autres sont intensifiées et réfléchies (interférences constructives).

Les hauteurs variables des crêtes d'écailles des ailes semblent affecter l'interférence de sorte que les couleurs réfléchies sont uniformes lorsqu'elles sont vues sous un large éventail d'angles. La couleur spécifique réfléchie dépend de la forme des structures et de la distance qui les sépare. Cette façon de manipuler la lumière donne des couleurs irisées brillantes, sur lesquelles les papillons comptent pour le camouflage, la thermorégulation et la signalisation.

Couleur structurelle : "Il exploite la physique de la lumière à l'échelle nanométrique."

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Le potentiel

Pour ajouter de la couleur aux structures humaines, aux objets et aux tissus, l'application de peinture ou de teinture est actuellement la méthode la plus courante. Comprendre la coloration structurelle dans la nature pourrait aller au-delà du revêtement de bâtiments ou de voitures avec des microstructures pour obtenir la couleur souhaitée. Apprendre à manipuler la lumière pourrait aider à développer de meilleurs écrans d'ordinateur ou des technologies de camouflage avancées. Si nous pouvions comprendre comment contrôler les interférences constructives et destructrices de la lumière sous différents angles, nous pourrions même développer des dispositifs de "masquage" qui apparaissent souvent dans la science-fiction.

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Dernière mise à jour 21 août 2017