Käfer sind Lebewesen mit eingebautem Körperpanzer, der sie vor anderen Arten und widrigen Wetterbedingungen schützt. Sie sind wie kleine Panzer, die mit harten Schalen, dem sogenannten Exoskelett, bedeckt sind, das ihre weichen Körper schützt, da sie kein Skelett in ihrem Körper haben. Neben seiner Funktion als primäre Haut erfüllt das Exoskelett des Käfers auch andere Funktionen, darunter sensorisches Feedback und die Kontrolle der Flüssigkeitsaufnahme. Die Exoskelette vieler Käfer sind bunt und haben Muster, die bei der visuellen Kommunikation mit anderen Käfern und anderen Organismen helfen. Ling Li, leitender Forscher und Assistenzprofessor für Maschinenbau, arbeitete mit Kollegen von sechs anderen Universitäten zusammen, um das Zusammenspiel zwischen mechanischer und optischer Leistung in Käfer-Exoskeletten zu untersuchen.
Sein Fokus lag auf einer bestimmten Käferart, dem Blumenkäfer. Er lebt in den Regenwäldern Südostasiens und zeichnet sich durch leuchtende Farben aus, die von Dunkelblau über Grün, Orange bis hin zu Rot reichen. Er besteht aus zwei Hauptschichten, die zusammen Schutz, Kommunikation und Feuchtigkeit bieten. Li und sein Team begannen ihre Forschung mit dem Wissen über die Zusammensetzung des Käferpanzers: Seine äußere Exokutikularschicht enthält eine einzigartige Mikrostruktur, die nur 1/30 Millimeter dick ist. Sie besteht aus einem Stapel horizontaler Nanoschichten, die dem Exoskelett gleichzeitig optische Farbe und mechanische Widerstandsfähigkeit verleihen.
Im Gegensatz zur pigmentbasierten Farbgebung ergibt sich das optische Erscheinungsbild des Blumenkäfers aus der Mikrostruktur des Exoskeletts. Der Nanoschichtbereich besteht aus zwei alternierenden Materialzusammensetzungen, die das Licht bestimmter Farben gezielt reflektieren.
