Fizycy odkryli tajemnicę Królowej Nocy, tulipana "The Queen of the Night", którego płatki zachwycają swoją opalizującą, przechodzącą z czerni w głęboką purpurę barwę. Okazuje się, że barwniki mają niewiele w wspólnego z tym, co widzimy. Decydują o tym efekty optyczne związane z budową fizyczną kwiatu. Na łamach czasopisma "The Journal of Chemical Physics" badacze z McGill University piszą, że przesądza o tym ułożenie włókien celulozy.
Celuloza to jeden z najpowszechniej występujących na Ziemi materiałów organicznych. Jej włókna tworzą zasadniczą strukturę ścian komórkowych roślin. Układają się w warstwy, w których mają tendencję do utrzymywania jednego kierunku. Kierunek ułożenia w kolejnych warstwach może się jednak zmieniać, co - jak się uważa - sprzyja przede wszystkim zwiększeniu odporności ścian, które zyskują sztywność w różnych kierunkach.
Badacze z McGill University w Montrealu nie byli tym razem zainteresowani właściwościami mechanicznymi ścian komórkowych, ale raczej ich własnościami optycznymi. Zauważyli, że jeśli w kolejnych warstwach celulozy kierunek uporządkowania włókien będzie się zmieniał w określony sposób, ściany komórkowe będą się delikatnie marszczyć. Takie równoległe fałdy o głębokości rzędu nanometrów, rozdzielone o odległość rzędu mikrometrów odbijają i rozpraszają światło podobnie jak choćby płyta CD. To one odpowiadają za widoczny na płatkach tulipana niezwykły, opalizujący efekt.
Stworzony przez badaczy z McGill University komputerowy model pomógł wyjaśnić jeszcze jedno zaskakujące zjawisko, zmianę barwy niektórych roślin pod wpływem wody z niebieskiej na zieloną. Zaobserwowany po raz pierwszy w Malezji efekt wiąże się ze zmianą ułożenia warstw celulozy, które z kolei wpływają na gęstość fałd na powierzchni liści. Zamiast światła o długości fali 460 nm zaczynają one odbijać światło o długości fali 520 nm, co odpowiada zmianie barwy właśnie z niebieskiej na zieloną.
Kanadyjscy badacze są przekonani, że ich odkrycie i stworzony przez nich model komputerowy zjawiska, będą miały także praktyczne zastosowania. Spodziewają się, że w przyszłości w oparciu o tę wiedzę będzie można skonstruować na przykład zupełnie nowe czujniki wilgotności.
Grzegorz Jasiński
(mpw)