Schmetterlinge: Leichtbauweise

Die Flügel der Schmetterlinge sind jahrmillionen alte Konstruktionen, die jedoch modernsten Erkenntnissen standhalten. Den Technikern sind sie als Sandwichstrukturen bekannt, Bauelemente, bei denen zwei dünne Membranen durch eine lockere und leicht gebaute Stützschicht miteinander verbunden sind. Das Füllmaterial überträgt die einwirkenden mechanischen Kräfte gleichmäßig auf große Bereiche der Membranoberfläche und verleiht der Konstruktion deshalb eine hohe Stabilität gegenüber örtlichen Brüchen und Verformungen.

Aus der modernen Leichtbautechnik sind Sandwichstrukturen nicht mehr wegzudenken. Sie finden Anwendung z.B. bei den Tragflächen der Flugzeuge oder bei einfacher Wellpappe. In der Natur treten Sandwichstrukturen überall dort auf, wo hohe mechanische Belastungen ertragen werden müssen und gleichzeitig eine leichte Bauweise erforderlich ist. Man findet sie in den dünnen Wandungen der Gräser, in den Schäften von Vogelfedern und eben in den Flügeln der Schmetterlinge.

Schmetterlingsflügel sind aber auch Wunderwerke an Schönheit dank bunter Pigmentfarben und regenbogenartig schillernder Interferenzmuster. Diese kommen wiederum aufgrund der besonderen Bauweise der Flügel zustande: Sie sind bedeckt von dachziegelartig angeordneten Schuppen, die das auftreffende Licht in besonderer Weise reflektieren: Ein Teil der Lichtwellen wird an der Oberfläche reflektiert, während ein anderer Teil die Schuppe durchdringt und an der Unterseite zurückgeworfen wird. Dabei werden bestimmte Lichtanteile ausgelöscht. Der dann noch verbleibende Rest des ehemals weißen Lichts ergibt die Farben, die wir sehen. Dies allein vermag jedoch noch nicht zu erklären, wie der irisierende Eindruck zustandekommt. Es sind die unterschiedlichen Winkel, in denen das Licht die Schuppen erreicht und wieder verlässt und so dem Betrachter jeweils eine andere Farbnuance vermittelt. Schon kleinste Bewegungen der Flügel oder Veränderungen im Blickwinkel des Betrachters reichen nun aus, um den Eindruck schillernder Farben zu erwecken.