賓夕法尼亞州立大學研究人員領導的一項新研究表明,葉蟬是一種常見的后院昆蟲,它們會分泌微小的神秘顆粒并將其包裹在自己的身體中,這些顆??梢詾橄乱淮夹g(shù)提供靈感和指導。
首先,該團隊精確地復制了這些顆粒(稱為溴化體)的復雜幾何形狀,并闡明了它們?nèi)绾挝湛梢姽夂妥贤饩€的更好理解。
機械工程和生物醫(yī)學工程教授 Tak-Sing Wong 表示,這可能有助于開發(fā)仿生光學材料,其應用范圍從隱形隱形裝置到涂層,以更有效地收集太陽能。黃領導的這項研究發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上。
這種獨特的微小顆粒具有不尋常的足球狀幾何形狀,并帶有空腔,自 20 世紀 50 年代以來,它們對昆蟲的確切用途一直是科學家們的一個謎。2017 年,Wong 領導了賓夕法尼亞州立大學的研究團隊,該團隊率先創(chuàng)建了溴化體的基本合成版本,以更好地了解其功能。
“這一發(fā)現(xiàn)對于技術(shù)創(chuàng)新非常有用,”機械工程博士后學者、該研究的主要作者林王說。“通過調(diào)節(jié)表面光反射的新策略,我們也許能夠隱藏人類或機器的熱信號。也許有一天,人們可以根據(jù)葉蟬使用的技巧開發(fā)出熱隱形斗篷。我們的工作展示了如何理解自然可以幫助我們開發(fā)現(xiàn)代技術(shù)。”
王接著解釋說,盡管科學家們對支氣管體粒子的了解已有四分之三個世紀了,但由于粒子幾何形狀的復雜性,在實驗室中制造它們一直是一個挑戰(zhàn)。
“目前還不清楚為什么葉蟬會產(chǎn)生具有如此復雜結(jié)構(gòu)的顆粒,”王說,“我們在實驗室中利用高科技3D打印方法成功地制造了這些支氣管體。我們發(fā)現(xiàn)這些實驗室制造的顆粒可以減少光線反射率高達 94%。這是一個重大發(fā)現(xiàn),因為這是我們第一次看到大自然做這樣的事情,它使用空心粒子以如此特定的方式控制光。”
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