Research press release


Nature Photonics

Butterfly wings feel the heat

虹色に輝くモルフォチョウの鱗粉を利用した高感度赤外線検出器が、今週のNature Photonicsに報告されている。この研究結果は、将来、熱画像センサーの設計の指針となるかもしれない。 赤外線サーモグラフィーは、物体から放出される熱を視覚化するために、工業、軍事、医療用に用いられている。Radislav Potyrailoらは、このたび、現在の赤外線検出器(熱管理を要することが多く、複雑な微細加工技術に依存している)より高速化・小型化・高感度化されたバイオインスパイアードセンサーについて報告している。Potyrailoらの検出器は、比較的新しいカーボンナノチューブ技術と、500万年前からあるモルフォチョウの虹色の翅の特性とを組み合わせて設計されたものである。彼らは、フォトニックナノ構造を持つ翅に赤外線が当たると、空気で満たされたフォトニックナノ構造体が加熱されて膨張し、翅の色が変化することを見いだした。また、鱗粉にカーボンナノチューブを添加することによって、翅が吸収する赤外線量が増えるため、デバイス感度が向上することを明らかにした。

A sensitive infrared detector based on the iridescent wing scales of the Morpho butterfly is reported in Nature Photonics this week. The work could help guide future designs of thermal imaging sensors. Infrared thermography is used in industrial, military and medical applications to visualize the heat emitted from an object. Radislav Potyrailo and colleagues report a bio-inspired sensor that is faster, smaller and more sensitive than today’s infrared detectors, which often require thermal management and rely on complex microfabrication techniques. In their detector design, the team combined the relatively recent technology of carbon nanotubes with the five-million-year-old iridescent features of the Morpho butterfly wing. They found that when infrared radiation hit the wing, the air-filled photonic nanostructures heat up and expand, which causes the wing colour to change. By doping the scales with carbon nanotubes they show that the amount of radiation that the wings can absorb increases, therefore improving the device’s sensitivity.

doi: 10.1038/nphoton.2011.355

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