Den cirka to centimeter lange Plusiotis resplendens skinner, så man tror, at den er lavet af ægte guld. Uanset fra hvilken vinkel man ser på den, har billens skjold den samme guldfarve, og det er lige præcis det, der gør den interessant at se nærmere på.

Det mener i hvert fald Torben Lenau, der er lektor på Institut for Produktion og Ledelse på DTU. Han forsker i materialer, og i et års tid har han og en forskningsassistent set nærmere på, hvad der gør, at billernes skjold har så mange fantastiske farver og spejleffekter, og hvorfor selv en død bille holder farven flere hundrede år, efter at den er død. Målet er kunstigt at kunne efterligne skjoldene.

»Det interessante er at aflure, hvordan naturen har løst problemet,« siger han om det projekt, som skal munde ud i en ny type overfladebehandling, der kan erstatte metalbelægning som for eksempel forkromning.

Det er meningen, at teknologien, forskerne finder frem til, skal anvendes i en bred vifte af produkter såvel som i arkitektur. Det skal være et miljøvenligt alternativ til pigmentbaseret maling eller metallisering, som vil give industrielle designere og arkitekter en række nye muligheder.

»Fordelen er dels, at processen i at behandle plastemner med metal kan være en "beskidt" affære, hvor en ny type overflade ville kunne produceres mere miljørigtigt. Dels er metaloverflader varmeledende, hvilket kan give forskellige problemer alt efter, hvilket produkt man taler om. At simulere metaleffekten ville i den sammenhæng være oplagt ved produktion af for eksempel stikkontakter eller stole,« mener Torben Lenau.

Billens skjold består hovedsageligt af stoffet kitin, som er hovedbestanddelen i insekters og skaldyrs ydre skelet. Og de farverige og metalliske skjold har ledet forskerne frem til to principper for nanostrukturerede materialer.

Den grønne bille Callopistus castelnaui benytter tyndlagsinterferens med næsten ensartet lagtykkelse til at reflektere en enkel bølgelængde - nemlig den skarpe grønne farve. I billeskjoldet er der skiftevis lag med lavt og højt brydningsindeks, og lagene er opbygget af transparente og svagt gullige kitinfibre dækket med forskellige proteiner.

Billen udskiller de nanometer små kitinfibre fra nogle kirtelceller og afgiver dem til et tyndt væskelag. Her flyder de op og lægger sig på undersiden af skjoldet. Den lagvise forskel i brydningsindeks forklares ved, at processen forløber anderledes om dagen end om natten. Der kan være tale om forskelle i proteinlaget på kitinfibrene eller et forskelligt væskeindhold.

Dette kunne man efterligne ved i en væske at udfælde polymerer, der er følsomme over for ændringer som lys eller surhedsgrad i væskemiljøet.

Ved eksempelvis at ændre surhedsgraden i væsken med bestemte intervaller vil man få opbygget en stak af skiftende lag med forskelligt brydningsindeks afhængigt af ændringen i væskemiljøet. Lagtykkelsen justeres gennem længden af intervallerne.

Det andet princip er hentet fra guldbillen, der ser intenst metalagtig ud og desuden har den særlige egenskab, at den ikke changerer i farverne, når man vender og drejer den. Ligemeget hvor, man ser billen fra, skinner den i den samme guldfarve.

Guldbiller benytter to forskellige principper til at opnå den metalliske reflektans. Det ene princip minder om den grønne billes tyndlagsinterferens, blot med den forskel at lagtykkelsen varierer fra tyndt til tykt igennem billeskjoldet, så bølgelængder i hele det synlige spektrum reflekteres og giver metaludseendet.

Nogle guldbiller fra skarabæ-familien benytter et andet mere raffineret reflektionssprincip hvor kitinfibrene er organiseret i meget tynde spiralstrukturer, som reflekterer lyset ved hjælp af diffraktion (en opspaltning af lyset). Reflektionen forstærkes, ved at skjoldet kan reflektere både venstre- og højresnoet cirkulært polariseret lys. Det er dette andet princip, forskerne gerne vil efterligne.

Spiralstrukturerne dannes ved, at kitinfibrene har en asymmetri der gør, at de lægger sig drejet i forhold til fiberen lige oven over, når de flyder op fra kirtelcellerne. Dette minder om de såkaldte cholesterisk flydende krystaller, hvor krystallerne også danner spiralstrukturer, fordi de er asymmetriske og derfor lægger sig forskudt af hinanden.

»Vi håber på at kunne efterligne dette fænomen ved hjælp af blok-copolymerer (flere polymertyper, ordnet i blokke),« siger Torben Lenau, der endnu ikke har afprøvet de to principper. Blok-copolymerer er en måde at lave spiralformede strukturer på, fordi de danner asymmetriske krystaller.

Nu hvor Torben Lenau og forskningsassistent Michael Barfoed har afdækket nogle af billernes hemmeligheder, er det næste skridt i projektet at overføre principperne til maling eller anden overfladebelægning ved hjælp af de to principper.

I første omgang forestiller Torben Lenau sig altså, at efterligningen skal laves i polymer, men med tiden kunne han godt se for sig, at man kunne anvende kitin som grundsubstans, så farverne blandt andet kan opnå samme holdbarhed som den grønne bille og guldbillen, der begge er fanget ind og sat på nåle i begyndelsen af 1800-tallet.

Farverne spiller i det hele taget en stor rolle i baggrunden for at udvikle de nye overflader.

»Normalt kan man ikke skabe lige så markante farver, som billerne eller andre dyr har. Men det er måske det, vi kan opnå med projektet, og det ville betyde, at farverne ville kunne bruges i designsammenhænge eller som signal- og alarmfarver for eksempel,« siger Torben Lenau, der nævner producenter og designere af mobiltelefoner, boligartikler og sikkerhedsudstyr som naturlige aftagere af de nye typer overflader.

Sammen med de fancy farvespektre opnår man også miljømæssige fordele, fordi polymer-dele kan smeltes om og genbruges. Forbrænding af polymer-emner med en kunstig metaloverflade giver desuden en mindre mængde affald i forhold til metalbelagt polymer.

Udfordringen bliver at få de nye materialer til at være holdbare nok, men det håber lektor Torben Lenau at finde løsninger på i løbet af projektet, så de nye materialer kan anvendes af designere og produktionsvirksomheder om få år. u