Зарим эрвээхэйн далавчны хар хэсэг нь нүүрс, хар хилэн, шинэ аспальт гэх мэт өдөр тутмын хар өнгийн эд зүйлээс 10-100 дахин хар, бараан байдаг. Зүүн дээд хэсгээс Catonephele numilia, Parides iphidamas, Heliconius doris, Parides sp. зүйлийн эрвээхэйнүүд.Зургийг: Ричард Стикней (Амьдрал ба шинжлэх ухааны музей)
Хэт хар өнгийн материал нь маш бага ойлттой, өндөр шингээлттэй учрааснарны гэрлийг цахилгаан болгодог фото-элементийн үр ашгийг нэмэгдүүлэх болон телескопын тэнэсэн гэрлийг багасгахад хэрэгтэй юм. Одоогоор ихэнх синтетик хэт хар материалыг нано хэмжээтэй металл эсвэл нүүрстөрөгчийн нано-хоолойгоорбүтээж байна. Нано-хоолойг өндөр температурт боловсруулдаг бөгөөд боловсруулалтын явцад бүтцийн гэмтэлд маш өртөмтгий тул ихэнх хэрэглээнд тохиромжтой биш байдаг. Харин байгальд тохиолддог хэт хар материалыг хуулбарласнаар маш хүчтэй шингээгч материалыг бүтээх боломжтой болж байна.
Сүүлийн үед хар синтетик материалаас ч илүү хар өнгөтэй аалз, шувуу, эрвээхэй нь эволюцийн явцад хэт хар өнгөтэй болж хувьссаныг тогтоогоод байна. Эдгээрийн нэг болох зарим эрвээхэйн далавчны хайрсхүний бүтээсэн хар материалаас ч илүү хэт хар өнгөтэй байдаг.Өөрөөр хэлбэл эрвээхэйн далавчны хайрст тусч буй гэрлийн маш бага хувь нь (0.06%) эргэж ойдог. Үүнийг ашигласнаар хүмүүсийн бүтээсэн хамгийн хар, нимгэн материалыг гаргаж болох бөгөөд ингэснээр нарны гэрлээс илүү их энерги шингээх нарны хавтан бүтээх эсвэл телескопынтэнэсэн гэрлийг багасгахад ашиглаж болно.Эрвээхэйн далавчны хайрс хамгийн хар синтетик материалын адил зузаантай, хэдхэн микрон гүн байдаг бөгөөд түүний тусламжтайгаар гэрлийг урхидах (бүрэн шингээх) эффектийг олж авдаг.
Nature Communicationsсэтгүүлийнгурван сарын аравны дугаарт Дюкын Их Сургуулийнсудлаачид дэлхий дээрх ялгаатай бүсүүд дэх хэт хар эрвээхэйнүүд ижил чадвартай болохыг мэдээлсэн юм. Хар өнгийг ийм хар мөн хөнгөн болгох нууц нь меланин (хэрээний өд болон хар муурны арьсны пигмент)-ын илүүдэл биш. Харин энэ нь харин эрвээхэйн далавчны хайрсынгурван хэмжээст бүтцээсүүсэх оптик хуурмаг үзэгдэлюм.Гэрэл тэдгээрийн хайрс руу ороход маш бага хувь нь буцаж ойдог.
Энэ судалгааг Александр Дэвис, Сонке Жонсен, болонДюкын профессор Фредрик Нижхаут нар өндөр нарийвчлалтай SEM, компьютер симуляци ашиглан Төв, Өмнөд Америк, Азийн 10 зүйлийн хэт хар эрвээхэй болон 4 төрлийн энгийн хар, хар бор эрвээхэйн далавчны бичил бүтцийг тодорхойлсон юм.
Эрвээхэйн далавч энгийн нүдээргөлгөр харагдах боловч томруулж харвал маш их ялгаатай. Хэдэн мянга дахин томруулахад эрвээхэйн далавч ховил болон нүхтэй тор шиг хайрсгадаргуугаар бүрхэгдсэн байх ба үүгээр гэрэл дотоод сүвэрхэг(нүх) хэсэг рүү ордог.Энд баганатай төстэй эдүүд гэрлийг бүрэн сарниулдаг.
Ражи Брукийн (Rajah Brooke) шувуун далавчит эрвээхэйн далавчыг SEM ашиглан томруулсанзураг түүний далавчны хайрс гэрлийг хэрхэн буцаж гарахааргүй урхидан авч үлддэг маш жижиг бүтцийг харуулж байна. Зургийг: Алекс Дэвис, Дюкын Их Сургууль.
Саяхныг хүртэл зарим хар эрвээхэйн хайрсны гэрлийг маш сайн шингээдэг шинж чанар түүний гадаргуу дахь зөгийн балны үүр шиг хэлбэрээс үүдэлтэй гэж тайлбарлаж байлаа. Гэвч орчин үеийн судалгаагаар өөр тайлбарыг өгч байна. Одоог хүртэл судлагдсан 4 дэд овгийнхэт хар эрвээхэйнсудалгаанаас зөгийн балны үүр шиг хэлбэрээс гадна өөр төрөл бүрийн хэлбэр бүхий бүтэцтэй эрвээхэйн далавч ижил хэмжээний гэрэл шингээж байхыг ажиглажээ. Иймээс хэт хар эрвээхэй болон энгийн хар эрвээхэйн ялгаа өөр зүйлд оршиж байна. Эрвээхэйн далавчыг электрон микроскопоор харахад хэт хар болон энгийн хар эрвээхэйхоёул гадаргуудаа параллель ховилтой дотроо баганатай байсан. Гэхдээ хэт хар эрвээхэйн хайрсан дахьховил болон багана энгийн хар эрвээхэйг бодвол илүү гүн бас зузаан байжээ.Судалгааны баг ялгаатай далавчны хайрсыгкомпьютер симуляци ашиглан загварчлахад ховилтой гадаргуу болон дотоод баганагүй хайрс гэрлийг16 дахин их хүртэл ойлгож байжээ. Энэ нь хэт хараас хар бор хүртэлх хэмжээс юм. Уг гурван хэмжээстархитектур гэрлийг залгихдаа сайн бөгөөд хэт хар хайрсыг алтаар бүрсэн ч хар харагдана.Судлаач Дэвисийн хэлснээр“Чи бараг үүнийг яаж ч гэрэлтүүлж чадахгүй” гэжээ.
Иймэрхүү гүн хар өнгө бусад амьтдад ч байдаг бөгөөд зарим төрлийн аалз болон шувуу үзэгдэх гэрлийн маш бага буюу 0.05% -ийг л ойлгодог.Харин эрвээхэйг юу сонирхолтой болгодог вэ гэвэл зөвхөн зузаан хэсэгтэй байдаг бүтцийг ашигласнаарааы хамгийн сайн гэрэл урхидах (бүрэн шингээх)нанотехнологитай тэд өрсөлдөж байна.
Эцсийн дүнд энэ ололт нь инженерүүдэдшөнийн цагаар харагдахгүй эсвэл радарын тусламжтайгаар илрүүлдэг нууц онгоцыг өнгөлөн далдлах зэвсэгт хүчний хэрэглээнд ашиглагдахнимгэн, хэт хар өнгийн материал зохион бүтээх боломжийг олгоно.
Эх сурвалж:
Alexander
L. Davis, H. Frederik Nijhout and Sönke Johnsen,Diverse nanostructures underlie
thin ultra-black scales in butterflies, Nature Communications, (2020)
https://www.nature.com/articles/s41467-020-15033-1
Мэдээ бэлтгэсэн:
Материал Судлалын салбарын Биофизикийн лабораторийн ЭШДаА Г.Даваадулам