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会飞的“花朵”

2022-05-30董淑亮

阅读(科学探秘) 2022年10期
关键词:小坑凤蝶百叶窗

董淑亮,中国科普作家协会会员、江苏省首席科技传播专家、江苏省十大科技传播人物。出版《童话里的科学》《神奇的动物》《发明改变世界》《长翅膀的“侦察兵”》《四季科学童话》等科普专著100部,曾获冰心儿童图书奖、共青团中央“五个一”工程奖、江苏省优秀科普作品奖等。

秋天是蝴蝶最为得意和喜欢的季节。阳光下,蝴蝶扇动着色彩鲜艳的翅膀,在花丛中翩翩起舞,被誉为“会飞的花朵”。古今中外,关于蝴蝶的传奇故事、诗歌、绘画、音乐等作品非常多,尤其是中国的一曲《化蝶》曾经感动了一代又一代人,梁祝的故事成为生死相依的爱情经典。可是,谁也想不到,竟然有专家把蝴蝶与纸币防伪、百叶窗散热器等联系起来。聪明的你,赶快开动脑筋想一想,其间有什么样的奥秘呢?

蝴蝶与防伪纸币

蝶,通称为“蝴蝶”,全世界有17000~20000种,大部分分布在美洲,尤其在亚马孙河流域蝴蝶的品种最多。我国的台湾省也以蝴蝶品种繁多而闻名于世。蝴蝶多姿多彩,也多种多样。如果从仿生学的视角来看,大凤蝶给人类带来的惊喜,很值得我们一说。

生活在印度尼西亚雨林里的大凤蝶,它的翅膀本来有黄色和蓝色,可用肉眼观察,却变成了闪闪发光的绿色。英国物理学家乌维克西和他的同事在用显微镜对大凤蝶的翅膀进行仔细观察之后,发现其结构别具一格——布满了下凹的小坑,每个小坑仅有万分之四厘米大小,坑的底部为黄色,其斜面却是蓝色的。

那么,大凤蝶的翅膀颜色本来是黄色和蓝色的,在一般人看起来,为什么却是绿色的呢?乌维克西是这样解释的:当光线照射到小坑的底部被反射后,呈现黄色;而当光线照射到小坑的斜面上,会紧接着被反射到另一斜面,由于肉眼无法将从坑底反射的黄色光线和从斜面上两次反射的蓝色光线加以区别,因此只能产生绿色的感觉。

根据这一奇特现象,防伪专家们设想,只要在纸币或信用卡上面仿照大凤蝶的翅膀结构制造出相似的小坑,那么就可以达到防伪的目的。银行工作人員只要用专门的光学仪器来检测一下,纸币的真伪就一目了然了。如果这一设想成为现实,纸币或信用卡的防伪技术将会有一个新突破。

蝴蝶与百叶窗散热器

早在2500万年前就有蝴蝶了。蝴蝶作为一种昆虫,它们都有独特的触角形状,都以翅膀的美丽而著称于世。其中最大的蝴蝶翅膀展开来可以达到24厘米,最小的蝴蝶翅展仅有1.6厘米。

蝴蝶在林间、草丛和花儿中飞舞。它的翅膀及身体表面有鳞片和丛毛,形成各式各样美丽的花纹。它那随着环境的变化而改变自身颜色的功能,是许多花布和服装设计师模仿的对象。骄阳似火,蝴蝶却依然在烈日下悠然自得地飞来飞去,难道纤弱的蝴蝶就不怕热吗?人们对蝴蝶进行了仔细观察和研究,发现蝴蝶的身体表面覆盖着一层细小的鳞片。这层鳞片在气温升高的时候,就会自动张开,改变太阳光照射的角度,吸收的热量就减少了;当气温下降的时候,这层鳞片就会自动落下,让太阳光直射在鳞片上,吸收的热量就增加了。

人造卫星在太空中由于位置的不断变化可引起温度骤然变化,有时温差可高达两三百度,严重影响仪器的正常工作。科学家们受蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照射方向自动变换角度进而调节体温的启发,将人造卫星的控温系统制成了叶片正反两面辐射、散热能力相差很大的百叶窗样式,在每扇窗的转动位置安装有对温度敏感的金属丝,随温度变化可调节窗的开合。也就是说,随着卫星“体温”的上升和下降,它就自动地张开或闭合,来调节卫星内部温度,保证卫星“体温”稳定。人造卫星有了这种装置,就再也不用担心那些精密的仪器会被烧坏或者冻坏了,从而解决了航天事业中的一大难题。

“留连戏蝶时时舞”,蝴蝶在我们的心目中不仅是美的化身,也是快乐的天使。现在,你更知道了,它们还是人类发明创造的良师益友呢。世界充满了奥秘,等待你去探索……

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