蝴蝶界的伪装大师
2023-07-26朱会鑫
朱会鑫
说起蝴蝶界的伪装大师,我们会自然而然地想到枯叶蝶。
枯叶蝶,顾名思义,它的外表如同枯叶一样,当其合拢翅膀休息时,就像一片有着一道道暗色的叶脉,边缘还会略微卷起的棕色枯叶。枯叶蝶的翅膀上有一片片细小的鳞片,这些鳞片能够把枯叶蝶伪装成真假莫辨的“树叶”。可以说,枯叶蝶如果静伏在一堆落叶里,你根本无法辨认哪是枯叶,哪是枯叶蝶。
而在蝴蝶界,还有一位足以与枯叶蝶媲美的伪装大师,那就是玻璃蝴蝶。
玻璃蝴蝶采用的是跟枯叶蝶截然相反的伪装方式。它没有像枯叶蝶那样翅膀上涂抹背景的颜色,而是直接长出一对透明的翅膀,这样一来,背景色就能够透过如同玻璃一样的翅膀,使玻璃蝴蝶变成隐形的。玻璃蝴蝶的翅膀虽然像玻璃一样透明,但是远比玻璃高级,它不仅能阻止水雾凝结,还能抵抗光线的反射。
这么说吧,在雨中,车窗玻璃内部容易凝结一层水雾,但是玻璃蝴蝶的翅膀上是从来不会出现水雾的。当阳光照射在车窗玻璃上,在某个特定的角度,会反射出一道刺眼的光线,但是玻璃蝴蝶的翅膀上绝不会出现刺眼的反射光线。正因如此,玻璃蝴蝶无论是停留在树叶上休息,还是飞舞在阳光下,都能够完美地隐身,躲避天敌的视线。
与其他蝴蝶和昆虫的翅膀一样,玻璃蝴蝶的翅膀也是由普通的几丁质材料构成的。不含色素的几丁质本身是透明的,却会反射光线,玻璃蝴蝶在光滑的翅膀上刷了一层凹凸不平的涂层,达到隐形的目的。这层涂层的表面是纳米层,由一根根突起的纳米柱子组成。一根纳米柱子的直径为50纳米,只有头发丝的万分之一粗。有趣的是,这些纳米柱子并不是规规矩矩地竖直排列着,而是隨机地歪倒着。殊不知,正是这些歪歪扭扭、高低不等的纳米柱子,构成了玻璃蝴蝶翅膀表面抗反射的特性。
美国加州理工学院的研究人员受到玻璃蝴蝶隐形翅膀的启示,曾经做过这样的实验:用胶带粘除掉玻璃蝴蝶翅膀上粗糙的纳米层,使其翅膀变得光滑,然后用光从各个方向照射翅膀,发现都有反光现象。接下来,研究人员又在玻璃蝴蝶光滑的翅膀上涂一层纳米层,再用光从各个角度照射翅膀,结果没有反光现象。
实验结果表明:涂抹纳米层可以抗反射。这个惊人的发现,给人类带来许多福音。比如,给汽车的车窗上涂一层纳米层,可以有效防雾、防反光。给太阳能电池板涂上一层纳米层,可以使来自任何角度的阳光照射在电池板表面都不会被反射出去,从而提高太阳能电池板吸收阳光的效率。在建筑墙面涂料中加入纳米粒子,可以大幅减少光反射,以达到减轻光污染的目的。纳米抗反射技术还被运用到军事上,如给隐形飞机涂抹纳米层,它就可以全面吸收雷达波,实现真正意义上的“隐形”。
就在不久前,美国加州理工学院的研究团队又设计了一种加蝴蝶纳米柱的微型测量仪器。这种微型测量仪器可以直接安装在青光眼病人的眼睛里监测眼压,使用起来更方便,测量数据更精确。
相信在不久的将来,纳米涂层抗反射技术一定会被运用到更多领域,更好地造福人类。