Химики научились воссоздавать структурную окраску бабочек. Это поможет получать экологичный глиттер и другие красители

Американские химики разработали способ получать кристаллы птеринов — природных соединений, участвующих в формировании структурной окраски крыльев некоторых бабочек, — всего за несколько минут. Для кристаллизации им не понадобились органические растворители: достаточно было подобрать состав водного раствора, содержание соли и кислотность. Такие кристаллы в перспективе могут использоваться для создания стойких красителей и косметических блесток. Результаты работы представлены на конференции Американского химического общества ACS Fall 2026.

Структурная окраска возникает не из-за поглощения света молекулами красителя, а благодаря физической структуре материала. Микроскопические структуры рассеивают и интерферируют со светом определенных длин волн, поэтому наблюдатель видит отраженный цвет. Такой механизм, например, создает ярко-синие оттенки крыльев бабочек рода Morpho и перьев павлина. Структурная окраска зачастую может быть устойчивее «обычной»: если пигмент со временем выцветает, то цвет, задаваемый физической архитектурой материала, не зависит от стабильности поглощающих свет молекул. Поэтому исследователи ищут способы воспроизводить такие структуры искусственно и использовать их в красках, покрытиях и косметике.

Американские химики под руководством Лейлы Дерави (Leila Deravi) из Северо-Восточного университета уже несколько лет изучают птерины — соединения, которые встречаются на поверхности крыльев бабочек семейства белянок (Pieridae), в том числе капустной белянки и желтушек. Исследователи предположили, что цвет таких материалов можно будет менять, управляя размером и плотностью упаковки кристаллов птеринов.

Для начала Дерави и ее коллегам нужно было научиться сами кристаллы. Ранее для кристаллизации птеринов использовали токсичные органические растворители, в частности диметилсульфоксид (ДМСО), а процесс занимал несколько недель. Ученые заменили ДМСО на воду, а также рассмотрели влияние ионных добавок и кислотности раствора на процесс кристаллизации. Подобрав оптимальные условия, исследователи смогли осаждать птерины из раствора и выделять образовавшиеся кристаллы уже через несколько минут. При этом изменение условий их роста влияло на то, какой свет отражали полученные структуры. Таким образом, химический состав раствора позволил управлять не только самим образованием кристаллов, но и их оптическими свойствами.

Далее исследователи планируют масштабировать получение птеринов. Кроме того, они собираются подтвердить безопасность птеринов для человека. Никаких случаев отравления этими веществами неизвестно, но подробные исследования пока не проводились. Если планы ученых осуществятся, птериновые структуры могут стать основой для экологичного яркого глиттера, косметических пигментов и других красителей.

Ранее мы рассказывали, как крылья бабочки вида Morpho menelaus помогли физикам создать охлаждающую цветную пленку.

Источник