[:de]Nach 20 Jahren Unterbruch ziert wieder ein Insekt unsere Banknoten, und diesmal in einem besonders schönen Kontext: Licht. Licht ist allgegenwärtig auf den neuen, roten 20 Franken-Scheinen. Da ist das Prisma, das einen Lichtstrahl in sein Farbspektrum zerlegt, oder die weisse Leinwand vor den Zuschauern des Filmfestivals Locarno.Zu sehen ist auch eine grosse Iris, dargestellt durch einen Kranz feiner Linien, die das reflektierte Licht der Leinwand in unser Auge auf die Netzhaut fallen lässt. Und über allem schweben drei Schmetterlinge, Schwalbenschwänze, die das Bild oben verlassen und wie bei einer schlecht eingelegten Filmrolle von unten wieder reinfliegen.
20 Franken Note, Neunte Serie (Quelle: Manuela Pfrunder, Schweizerische Nationalbank, 2017)
In ihrer Erklärung zur Banknote schreibt die Gestalterin, Manuela Pfrunder, dass Schmetterlinge im Zusammenhang mit Licht stünden, weil die Schuppen auf ihren Flügeln das Licht reflektierten und sie dadurch in ein Meer von Farben tauchten. Was für eine wunderbare Assoziation! In der Tat sind die Flügel der Schmetterlinge dicht mit kleinen, bunten Schuppen bedeckt, die unter der Lupe einem pointilistischen Gemälde ähneln. Die Farbwirkung selbst entsteht auf zwei ganz unterschiedliche Arten. In den meisten Fällen lagern Schmetterlinge Pigmente in die Schuppen ein, Moleküle also, die Licht einer bestimmten Wellenlänge reflektieren und die restlichen Spektren absorbieren. Pigmente bleichen mit der Zeit aus. Bestimmte Farben jedoch basieren auf speziellen Oberflächenstrukturen der Flügelschuppen: An komplex aufgebauten, durchsichtigen Chitinlagen und Luftschichten bricht sich das Licht und wird bunt schillernd als irisierende Farbe zurückgeworfen. Das Dunkelblau im Hinterflügel des Schwalbenschwanzes ist eine solche Strukturfarbe, während die Farben Rot, Gelb und Schwarz durch Pigmente entstehen.
Schwalbenschwanz, Papilio machaon Linnaeus, 1758; Entomologische Sammlung der ETH Zürich. (Foto: Simone Vogel, 2016)
Zurzeit untersuchen Forscher weltweit die Strukturfarben von Schmetterlingen und anderen Insekten. Diese natürlichen Oberflächen sind ganz unterschiedlich aufgebaut und inspirieren Wissenschaftler bei der Entwicklung neuartiger Nanomaterialien mit diversen Einsatzmöglichkeiten: Photonische Sicherheits-Tags, selbstreinigende Oberflächen, Kosmetika oder industrielle Sensoren. Während jedoch die industrielle Fertigung dieser Strukturen meist aufwändig und kompliziert ist, entstehen sie im Schmetterlingsflügel oft auf genial einfache und effiziente Weise. Aus diesem Grund untersucht Professor Eric R. Dufresne an der ETH Zürich insbesondere die zellulären Mechanismen, die in Insekten die komplexen Strukturfarben aufbauen. Verschiedene bunt schillernde Falter und Käfer haben dazu bereits die Entomologische Sammlung der ETH Zürich verlassen und werden nun in Dufresnes Labor am Hönggerberg untersucht.
Hinterflügel des Schwalbenschwanzes (Ausschnitt): Schwarze, gelbe und rote Schuppen haben Pigmentfarben, blaue Schuppen zeigen irisierende Strukturfarben. (Foto: Michael Greeff, 2017)
Der Schwalbenschwanz erscheint nicht nur auf den neuen Geldscheinen, er fliegt auch in vielen Schweizer Gärten und Wiesen. Er ist Teil unserer reichhaltigen Biodiversität, deren Formenvielfalt und Wert man gerne übersieht. Schön, dass wir nun alle eine kleine Erinnerung daran mit uns herumtragen.
Literatur und Links:
Schweizerische Nationalbank (2017). Notenbroschüre – Die neue 20-Franken-Note. www.snb.ch/de/mmr/reference/nb_20/source/nb_20.de.pdf
Antrittsvorlesung von Prof. Dr. Eric Dufresne, Weiche und Lebende Materialien, ETH Zürich, 11.10.2016. http://www.softliv.mat.ethz.ch/inaugural-lecture.html[:en]After a 20-year hiatus, an insect graces our banknotes again – this time in a particularly beautiful context: light, which is omnipresent on the new, red 20 franc notes. They feature a prism splitting a beam of light into its colour spectrum and a white screen in front of the audience at the Locarno Film Festival. There is also a large iris, depicted via a ring of fine lines that allows the reflected light from the screen to hit our retinas. And fluttering above it are three Old World swallowtail butterflies, which leave the picture at the top, only to fly back into it again from the bottom like a poorly inserted film reel.
20-franc banknote, ninth series (Source: Manuela Pfrunder, Swiss National Bank, 2017)
In her explanation of the banknote, the designer Manuela Pfrunder writes that butterflies enjoy a close relationship with light as the scales on their wings reflect it and plunge them into a sea of colour. What a wonderful association! Indeed, a butterfly’s wings are covered in a dense network of colourful little scales that resemble a pointillist painting under the microscope. The colour effect itself is created in two very different ways. In most cases, the scales contain pigments, i.e. molecules that reflect light of a certain wavelength and absorb the remaining spectra. Pigments eventually fade. Certain colours, however, are based on special surface structures of the wing scales: the light is refracted on elaborately structured, transparent layers of chitin and air and reflected as bright colours. The dark blue in the hindwing of the swallowtail is one example of these structural colours, while the red, yellow and black colours are created by pigments.
Old World swallowtail, Papilio machaon Linnaeus, 1758; Entomological Collection, ETH Zurich. (Photo: Simone Vogel, 2016)
Researchers all over the world are currently studying the structural colours of butterflies and other insects. These natural surfaces are structured extremely differently and inspire scientists in the development of novel nanomaterials with a wide range of potential applications: photonic security tags, self-cleaning surfaces, cosmetics or industrial sensors. While these structures are usually complicated and time-consuming to produce industrially, they are often formed in an ingeniously simple and efficient way on a butterfly’s wings. Consequently, Professor Eric R. Dufresne from ETH Zurich is especially studying the cellular mechanisms that create the complex structural colours in insects. Various brightly coloured butterflies and beetles have already left ETH Zurich’s Entomological Collection and are currently being examined in Dufresne’s lab on the Hönggerberg.
Detail of a swallowtail hindwing: Black, yellow and red scales have colour pigments, blue scales have iridescent structural colours. (Photo: Michael Greeff, 2017)
The swallowtail is not just putting in an appearance on the new banknotes; they are commonly seen in many Swiss gardens and meadows. They are part of our rich biodiversity, the value and variety of which is often overlooked. It’s nice that we’ll all be carrying a little reminder of this around with us from now on.
Literature and links:
Swiss National Bank (2017). Banknote brochure – The new 20-franc note. www.snb.ch/en/mmr/reference/nb_20/source/nb_20.en.pdf
Inaugural Lecture of Prof. Dr. Eric Dufresne, Soft and Living Materials, ETH Zurich, 11.10.2016. http://www.softliv.mat.ethz.ch/inaugural-lecture.html[:]
