Ученые объяснили, почему шелковая ткань – блестящая и холодная. Такие свойства ей придают неупорядоченные полости нанометровой толщины, присутствующие в нитях, сообщает Nature Communications.
При прохождении света полости выполняют роль дефектов, на которых волны света не рассеиваются, как в большинстве диэлектрических материалов естественного происхождения, а образуют локализованное энергетическое состояние.
Ранее считалось, что такой эффект (он носит название эффект андерсоновской локализации) не свойственен естественным системам из органических биомолекул.
Группа ученых из США и Южной Кореи под руководством Янга Кима изучила структуру шелковых нитей при помощи электронной микроскопии. Выяснилось, что нити состоят из практически параллельных друг другу волокон толщиной 10-20 микрометров. Каждое волокно состоит из нановолокон толщиной около 100 нанометров, между которыми образуются микрополости. Также шелковые волокна имеют практически одинаковое сечение по всей длине.
Исследования показали, что андерсоновская локализация влияет не только на оптические свойства, но и на процессы теплообмена. Шелк практически не пропускает свет, отражая большую его часть в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. Данный процесс приводит к сильному охлаждению вне зависимости от окружающей температуры.
Ученые отмечают, что обнаружение эффекта андерсоновской локализации света в природных материалах может стать шагом к созданию биоорганических метаматериалов.
