Жуки — существа со встроенным бронежилетом, который обеспечивает им защиту от других видов и неблагоприятных погодных условий. Они похожи на маленькие резервуары, покрытые твердой оболочкой, называемой экзоскелетом, которая защищает их мягкие тела, поскольку внутри них нет скелетов. Помимо функционирования в качестве основной кожи, экзоскелет жука выполняет и другие функции, в том числе такие, как сенсорная обратная связь и контроль гидратации. Экзоскелеты многих жуков ярко окрашены и имеют узоры, которые помогают визуально общаться с другими жуками и другими организмами. Лин Ли, старший научный сотрудник и доцент кафедры машиностроения, сотрудничал с коллегами из шести других университетов, чтобы исследовать взаимодействие между механическими и оптическими характеристиками экзоскелетов жуков.
Его внимание было сосредоточено на определенном виде жуков, называемом цветоедом. Он обитает в тропических лесах Юго-Восточной Азии и характеризуется яркими цветами от темно-синего до зеленого, оранжевого и красного, состоящими из двух основных слоев, которые объединяются для защиты, общения и влаги. Ли и его команда начали свои исследования со знания состава панциря жука: его внешний экзокутикулярный слой содержит уникальную микроструктуру толщиной всего 1/30 миллиметра, его состав представляет собой стопку горизонтальных наноразмерных слоев, придающих экзоскелету оптическую окраску. и механическое сопротивление одновременно.
В отличие от окраски на основе пигментов, внешний вид цветоеда обусловлен микроструктурой экзоскелета. Область нанослоя состоит из двух чередующихся композиций материалов, избирательно отражающих свет определенных цветов.