Lichttricks machen Vogelfedern blau, aber nicht rot
Von Emily Conover
Wie blau du bist, aber wie bist du blau?
(Bild: Tom Vezo/Minden Pictures)
Es ist ein buntes Rätsel. Blauhäher und Kardinäle erhalten ihre leuchtenden blauen bzw. roten Farbtöne auf unterschiedliche Weise – und die Bemühungen, die Gründe dafür zu verstehen, könnten dazu beitragen, farbige Displays für Geräte wie E-Reader zu entwickeln.
Farben in der Natur stammen normalerweise von Pigmenten, die die meisten Lichtwellenlängen absorbieren, außer denen, die sie reflektieren, um die Farbe zu erzeugen, die wir sehen. Blaue Pigmente sind jedoch selten. Stattdessen entsteht die blaue Farbe der Vögel durch winzige Lufteinschlüsse im Inneren der Federn, die das Licht streuen und so die blaue Farbe erzeugen. Rote Federn hingegen sind allein auf Pigmente angewiesen.
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Vinothan Manoharan von der Harvard University und seine Kollegen fragten sich, ob rote Farben ohne Pigment nicht möglich sind. „Wir dachten, vielleicht wissen die Vögel etwas, was wir nicht wissen“, sagt er. Das Team untersuchte Kunststoffkügelchen im Nanometermaßstab – eine umgekehrte Version der Lufteinschlüsse in blauen Federn. Ändert man die Größe der Kügelchen, so verändert sich die Interferenz des von benachbarten Kügelchen gestreuten Lichts, wodurch bestimmte Farbtöne verstärkt werden.
Manoharans Team verwendete große Kügelchen, um zu versuchen, rotes Licht zu verstärken, aber stattdessen erschien lila. Die unerwartete blaue Komponente erscheint aus dem gleichen Grund, aus dem der Himmel blau ist, sagt Manoharan: einzelne Partikel streuen bevorzugt blaues Licht.
Dieses Experiment zeigt, warum Käfer zum Beispiel keine roten Farbtöne erzeugen können, wenn sie nicht die entsprechenden Pigmente haben, denn die Art und Weise, wie das Licht von den Perlen abprallt, ist der Art und Weise nicht unähnlich, wie das Licht von der mikroskopischen Struktur des Rückens eines Käfers abprallen würde.
Aber es kann nicht ausgeschlossen werden, dass rote Farbtöne in Federn durch Lichtstreuung entstehen, denn die Farbe der Federn entsteht durch Lufteinschlüsse und nicht durch perlenartige Strukturen, die von Luft umgeben sind.
Richard Prum von der Yale University in New Haven, Connecticut, hat eine Erklärung dafür, warum Vögel die Löcher in ihren Federn nicht nutzen könnten, um Rottöne zu erzeugen, selbst wenn sie es wollten&; das Licht kann innerhalb einer Feder mehrfach gestreut werden, wodurch andere Farben verstärkt werden, die das Rot verwischen.
Manoharans Gruppe untersucht nun, ob hohle Perlen Rottöne bilden können, und hofft, solche strukturellen Farben in reflektierenden Displays zu verwenden, die nicht von hinten beleuchtet sind – man denke an einen Kindle, aber in Farbe.