The colouration of bird feathers explained by effective-medium multilayer modelling

Nieuwe inzichten in kleur vogelveren

Veel vogels hebben fascinerende kleuren dankzij de gespecialiseerde nanoscopische structuren in hun verenkleed. Deze structuren, die geordend zijn in het bereik van 100-200 nanometer, worden ook wel biofotonische kristallen genoemd. ‘Bio’ omdat ze gemaakt zijn van dezelfde natuurlijke materialen als ons haar, namelijk keratine en melanine (en soms ook lucht); en ‘fotonische kristallen’ omdat ze het licht kunnen manipuleren door precies afgestemde en vaak kristalachtige nano-structuur.

De bijzondere optische eigenschappen van deze structuren, zoals bijvoorbeeld in de veren van pauwen, eenden, paradijsvogels en spreeuwen, zijn tot op heden nog weinig begrepen. Met zijn promotieonderzoek draagt Pascal Freyer bij aan een beter begrip van de relatie tussen bepaalde natuurlijke nano-structuren en hun kleureigenschappen.

Door het toepassen van optische methoden waarmee de verstrooiing van licht door microscopisch kleine objecten kan worden gemeten, gecombineerd met verschillende microscopie- en spectrofotometrie-methodes, zijn de hoekafhankelijke spectrale eigenschappen van de veren bestudeerd. Bovendien stelt Freyer vast dat de fotonische structuren in de veren benaderd kunnen worden als een stapel lagen (een multilaag). Hierdoor kan hij zijn metingen relatief eenvoudig en accuraat interpreteren. Het belangrijkste hiervan is dat Freyer specifiek laat zien hoe het aantal lagen en hun specifieke structuur de kleur van de veren in de bestudeerde vogelsoorten bepalen. Dankzij dit werk kunnen de kleuren van veel vogelveren nu met de multilagen methode gedetailleerd, kwantitatief begrepen worden.

Het promotieonderzoek van Pascal Freyer vond plaats bij de afdeling Oppervlakken en Dunne Lagen van het Zernike Institute for Advanced Materials met financiering via de RUG. 

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/747c76b1-259b-44cf-9ad2-403a5f8c1e3f