چشم های حشرات در خدمت فناوری نانو

تقلید از طبیعت یک روش مناسب برای توسعه مواد پیشرفته است. محققان فناوری‌نانو نیز بطور فزاینده‌ای با الهام از طبیعت نانوساختارهایی را پیدا می‌کنند که به آنها برای غلبه بر چالش‌های موجود نوید می‌دهد. هم‌اکنون، محققان مؤسسه فناوری جرجیا ساختار ریز چشمان مرکب یک مگس خانگی را مورد بررسی قرار داده‌اند و این ساختار را بطور کامل و دقیقی، با استفاده از یک روش ترسیب لایه اتمی دما پایین نسخه‌برداری کرده‌اند. حشرات توانایی‌های بی‌نظیری دارند. تعدادی از محققان فناوری‌نانو سعی می‌کنند تا به‌منظور رسیدن به عملکردهای عالی و بی‌نظیر در افزاره‌ها و مواد ساخته بشر، از ساختارهای طبیعی نسخه‌برداری کنند. دکتر زانگ لین وانگ، رئیس مرکز تعیین مشخصات نانوساختارها در مؤسسه فناوری جرجیا، قبلاً ساخت الهام‌گرفته از طبیعت را مورد استفاده قرار داده‌است. وانگ و گروهش در سال 2006، برای رسیدن خواص نوری قابل تنظیم نانوساختارهای بال‌های پروانه را نسخه‌برداری کردند. او اکنون به دنبال تقلید از ساختار چشمان یک مگس خانگی است.
وانگ توضیح می‌دهد: «ما تلاش می‌کنیم یک ساختار زیستی را نسخه‌برداری، سپس خواص فیزیکی آن را اندازه‌گیری کنیم، تا متوجه شویم که چرا این ساختار خواص غیر معمول و بی‌نظیر از خود نشان می‌دهد. با انجام این کار، ما برای ساخت نانوساختارهای غیر معمول و بی‌نظیر سعی می‌کنیم مسیر ساخت مؤثری را پیدا کنیم که از تکامل طبیعت پیروی می‌کند. سطح چشم این مگس با برجستگی‌های بسیار فشرده پوشیده شده‌است، که بصورت بالقوه با به دام انداختن فوتون‌های بیشتر، بازده بینایی را افزایش می‌دهند. ما به‌دقت ساختار ریز چشم مرکب این مگس خانگی را مورد بررسی قرار دادیم، سپس به‌طور کامل با آلومینا و با استفاده از یک فرایند ترسیب لایه اتمی دما پایین، تمام پیکربندی آن را نسخه‌برداری کردیم».
حشرات چشم‌های مرکبی دارند. در واقع به جای یک لنز، آنها در سرتاسر یک کره با صدها یا هزاران چشم(هر کدام یک واحد) که ommatidiumها نامیــــــده می‌شوند، می‌بینند؛
هدف دانشمندان مؤسسه فناوری جرجیا، تمرکز روی خواص نوری نانوساختار چشم این مگس است. آنها برای درک انتقال نور مرئی، نور ماورای بنفش و نور مادون قرمز در سرتاسر این ساختار تلاش می‌کنند.
وانگ جزئیات این تحقیق را این چنین شرح می‌دهد: «ما با حذف قالب چشم مرکب این مگس در دمای بالا، و به‌طور همزمان بلوری ‌‌شدن پوشش آلومینایی، به یک نسخه آلومینایی از این نانوساختار رسیدیم. موفقیت ما در نسخه‌برداری از این نانوساختار نه تنها شامل ریخت‌شناسی آن بود، بلکه کیفیت و خواص نوری آن را نیز دربرمی‌گرفت، و خواص ضد انعکاسی بی‌نظیر این چشم، به نسخة آلومینایی آن نیز به ارث رسید. ما با اندازه‌گیری طیف انعکاسی این نسخه، شرح دادیم که این نسخه آلومینیایی چشم یک مگس، یک ساختار ضد انعکاسی مؤثر برای نور مرئی در یک زاویه برخورد بالا تا 80 درجه، است».
وانگ می‌گوید که این نسخة آلومینیایی چشم مگس با ساختار ضد انعکاسی، پتانسیل بالقوة بزرگی در کاربردهایی از قبیل پوشش‌های نوری، آرایه‌های لنزی یا حسگری دارد.
این محققان نتایج کار خود را در مجله Nanotechnology منتشر کرده‌اند.