סוד הססגוניות של הפרפר

אי-אפשר לדמיין את עולמנו ללא צבע. עולמנו עשיר בצבעים וגוונים הנקבעים על ידי הפיגמנטים המצויים בהם. עד לפני כ-150 שנה כל הפיגמנטים היו עשויים מחומרים טבעיים כמו חמר, אדמה, צמחים, חרקים ושבלולים. כיום השימוש בפיגמנטים טבעיים פסק כמעט לחלוטין ורוב הפיגמנטים מיוצרים מחומרים מלאכותיים במעבדות. חלק מהפיגמנטים נוצרים על ידי טחינת מינרלים שונים, אך רוב הפיגמנטים עשויים ממתכות טחונות לאבקה, חלקן רעילות. תהליך ייצור הפיגמנטים כרוך בפעולות הצורכות אנרגיה ופולטות זיהום, כגון חימום, טחינה, זיקוק וחשיפה לחומצות. נוסף לעובדה שרוב הפיגמנטים רעילים ומזהמים, צבעים מבוססי פיגמנטים דוהים עם החשיפה לשמש.

אם נתבונן בטבע נגלה פרפרים וטווסים צבעוניים. כיצד צבעם אינו דוהה? מדוע הטווס אינו זקוק לחדש את צבעו בכל עונה?

הצבע בטבע משיג את מטרותיו ללא כימיקלים או עודפי אנרגיה. הזוהר הססגוני של פרפרי מורפו (Morpho) ונוצות הטווס, למשל, נוצר ממבנה המורכב משכבות ומשטחים שונים המשפיעים על החזרי האור ובשל כך על הצבע שאנו רואים מזוויות שונות. צבע הפרפר הוא בעצם חום.

מסתבר שעל עורם של היצורים הקטנים הללו פזורות גבשושיות זעירות הבנויות באופן שהן ''שוברות'' את אלומות האור הפוגעות בהן ומחזירות רק אורכי גל מסוימים בהתאם לצבע המבוקש. בניגוד לפיגמנטים רגילים של צבע שדוהים במשך הזמן בהשפעת קרינת השמש או האבק המרחף באוויר, הגבשושיות הזעירות שומרות על זוהרן לאורך שנים ארוכות.

גוני הכחול והירוק של הטווס מושגים על ידי מבנה הנוצות. על הנוצות יש חודים קטנים מעוטרים בגדילים, המכוסים בצילינדרים קטנים של מלנין בעלי תבנית מרושתת. מבנה זה משפיע על הצורה שבה עובר האור דרכם וחוזר לעינינו. כמובן שצבע ללא פיגמנטים עורר עניין רב בקרב גורמים שונים.

באמצעות שימוש בננו-מבנים המחקים את כנפי הפרפר הצליחו חברות שונות לייצר צבעים, בדים וקוסמטיקה ללא מתכות רעילות ובפחות אנרגיה בתהליך הייצור. כך למשל, חברת הטקסטיל "טיג'ין" ייצרה לראשונה אריג בשם "מורפוטקס"המורכב מ-61 שכבות שונות ויוצר את אותה אשליית צבע אשר ניחנו בה פרפרי המורפו. דוגמה נוספת לפיתוח ביומימיקרי שהתאפשר הודות להתקדמות שיטות המחקר היא המסך השטוח של חברת קוולקום, ה- MirasolTM. הבנת מנגנון הצבע בפרפר תרמה לפיתוח מסך שטוח צבעוני כך שהעין האנושית תתפוס צבע כשאורכי גל מסוימים יוגברו בהשוואה לאחרים. מסך זה איננו דורש תאורה אחורית ולכן צורך אנרגיה נמוכה משמעותית לפעולתו.

האם בעתיד נוכל להיכנס לביתנו ולשנות את צבע הקירות בהתאם למצב רוחנו?

© דף הבית | כל הזכויות שמורות לארגון הביומימיקרי הישראלי