Garnalen verslaan natuurkunde met Super White
De antennes, poten en rugstrepen van de schoongemaakte garnaal glanzen een rijk, glanzend wit Lysmata amboinensis. De gekleurde laag in de schaal van een schaaldier reflecteert tot 80 procent van het invallende licht, waarmee een fundamenteel natuurkundig probleem wordt overwonnen. Met slechts enkele micrometers is de coatinglaag eigenlijk te dun om sterk te reflecteren. Het probleem: als je kleurstoffen zo dicht opeenpakt dat ze zelfs met zo’n kleine dikte een gesloten laag vormen, werken naburige kleurstofmoleculen via kwantumeffecten in wisselwerking en absorberen ze een groot deel van het licht. Als de pigmenten daarentegen verder uit elkaar staan, wordt de laag “hol” en wordt ook minder licht verstrooid.
Een werkgroep onder leiding van Benjamin A. Palmer van de Ben-Gurion Universiteit van de Negev in Beersheba ontcijferde hoe garnalen de fysica voor de gek houden en een stralend witte kleur creëren met een dun laagje kleurstof. Dat zegt het team in het vakblad Nature Photonics.Het geheim schuilt in bollen van ongeveer 300 nanometer met een zeer geordende interne structuur. Ze bestaan uit een isoxanthopterine-molecuul gerangschikt in spaakachtige vezels die vanuit het midden van de korrels naar het oppervlak uitsteken.
De bolletjes liggen in zeer dichte lagen in de lagen van chromoforen, de pigmentdragende cellen in de garnalenhuid, die ongeveer vijf micrometer dik zijn. Dit zou in feite moeten leiden tot het effect dat bekend staat als “optical crowding”, waarbij een groot deel van het licht wordt geabsorbeerd door dicht bij elkaar geplaatste bollen. Dit wordt echter voorkomen door de structuur van de spaken, die het platte isoxanthopterinemolecuul rondom parallel aan het oppervlak van de bol houden. Dit maakt het materiaal zeer brekend – dat wil zeggen, de brekingsindex van het materiaal verandert afhankelijk van de richting waarin het licht erop valt.
“Analist. Schepper. Zombiefanaat. Fervente reisjunkie. Popcultuurexpert. Alcoholfan.”