Bei vielen Schmetterlingen leuchten die Flügel bunt in der Sonne. Und diese Farben unterscheiden sich von klassischen, mit dem Pinsel aufgetragenen Farbpigmenten, wie zum Beispiel bei einem Gemälde. Denn sie entstehen, wenn das Licht auf die Oberflächenstruktur der Flügel trifft. Die Nanostrukturen der Schmetterlingsflügel sind nur unter dem Mikroskop sichtbar.
Die Farben der Schmetterlingsflügel – von leuchtend blau bis zitronengelb – entstehen im Lichtspiel: Die Oberflächenstruktur lenkt die Lichtstrahlen so, dass manche Farbanteile im Licht verstärkt, andere ausgeblendet werden, erklärt der Biochemiker und Leiter des Forschungsprojekts Andrew de Mello von der ETH Zürich.
Einsetzbar bei Banknoten und Farbbildschirmen
De Mello und sein Team machten sich dieses Prinzip zunutze, um selbst Farben zu erzeugen. Sie bauten die Nanostruktur eines Schmetterlingsflügels mit einem speziellen Nano-3D-Drucker nach. Nanostrukturen sind nur wenige Milliardstel Meter groß. Als Vorbild wählte das Forschungsteam den Cynandra opis aus. Dieser Schmetterling kommt im tropischen Afrika vor und hat blaue Flügel. Das Blau entsteht, wenn die Sonnenstrahlen auf die gitterförmige Nanostruktur treffen, die besonders einfach nachzubauen ist.
Nachdem das Forschungsteam die Komponenten dieser Gitterstruktur neu berechnet hatte, konnte es schließlich je nach Veränderung alle Farben des sichtbaren Spektrums erzeugen und in 3D ausdrucken. Die Strukturfarben haben viele Vorteile, beispielsweise verblassen sie nicht mit der Zeit, zudem sind sie umweltfreundlicher. De Mello stellt sich Einsätze in der medizinischen Diagnostik vor, aber auch bei Banknoten oder bei Farbbildschirmen.