Природа предлагает человеку множество сложных конструкций, эффективных систем и устойчивых решений, которые развивались на протяжении миллионов лет. Благодаря тщательному изучению этих «технологий» инженерно-научное сообщество может раскрыть инновационные идеи и принципы, которые реально потом воплотить в практическое применение. К примеру, исследователи создали керамику, вдохновлённую самым белым насекомым в мире, которая отражает 99,6% направленного на неё солнечного света: «почти идеальная» отражательная способность.

Прочная керамика, пригодная для вторичной переработки, может стать эффективной для экономии энергии, если её использовать для покрытия зданий в качестве пассивного охлаждающего устройства. Чтобы разработать материал, специалисты изучили жука-хруща Cyphochilus — род, обитающий в Юго-Восточной Азии. Этот жук — один из самых белых насекомых в мире благодаря крошечным чешуйкам. Белизна чешуек вызвана тонкой неупорядоченной фотонной структурой (≈7 мкм), которая рассеивает свет всех длин волн с одинаковой результативностью, что приводит к белому окрашиванию. Данная физиология особенно интересна, поскольку экзоскелет жука под чешуёй чёрный, а это означает, что процессы рассеяния должны быть очень эффективными, чтобы достичь такой высокой непрозрачности. Считается, что в ходе эволюции жуки приобрели белую окраску, чтобы маскироваться среди белых грибов. Инженеров Гонконгского политехнического университета заинтриговала эта способность жука отражать солнечный свет.

Используя сканирующий электронный микроскоп, учёные обнаружили, что у насекомого на 1 кв. см. скелета приходится 15 000 хитиновых чешуек. Эти чешуйки каплевидной формы сгруппированы случайным образом, образуя пористый экзоскелет, наполненный пузырьками воздуха. Комбинация крошечных хитиновых чешуек и пузырьков воздуха чрезвычайно хорошо рассеивает свет. Основываясь на этом открытии, учёные создали керамику из оксида алюминия и некоторых полимеров на основе углерода и кремния.

Керамика имела «иерархическую пористую структуру»: повсюду были поры разного размера. Данная структура не только позволяет керамике отражать почти весь направленный на неё солнечный свет (точнее, 99,6% света), но и придаёт материалу несколько полезных свойств. Одним из них является пассивное охлаждение: поскольку он так хорошо отражает свет, что материал может охлаждать поверхности под ним.

 Другое свойство — водоотталкивающее, что делает поверхность самоочищающейся, а структура делает её механически прочной. По мнению исследователей, материал легко перерабатывается. Они смогли измельчить его в порошок, а затем 10 раз переделать всё без каких-либо потерь в производительности. Все эти характеристики делают ноу-хау готовым к использованию в реальных условиях, к примеру, покрывать крыши зданий керамикой, что заметно скажется на экономии энергии, потребляемой системами охлаждения, вентиляторами и нагревательным оборудованием.

Описание керамики опубликовано  в журнале Science.