蝴蝶以美丽的外表、飘忽的舞姿在各种语言的文化中都牢牢地掌握了人心——有时诉说着"莺歌蝶舞韶光长"的喜,有时透着"纸灰飞作白蝴蝶"的悲。
除了寄托感情之外,蝴蝶在很多方面也让我们获益良多。
蝴蝶过山门
一些蝴蝶拥有超出常规的美丽。
蓝闪蝶(Morpho menelaus),它们是闪蝶亚科三十种蝴蝶之一。它的翼展大约是12 厘米,其背侧前翅和后翅呈明亮的虹彩蓝色,边缘为黑色,而腹面为棕色。蝴蝶过山门,阳光之下,美得不似人间之物。
这份容姿给蓝闪蝶带来不少麻烦,特有的蓝色,被收藏家认为极具价值,于是在 20 世纪被广泛猎。
除了世俗的追捧,由于其独特的微观结构,科学家们也把目光聚焦在了它彩虹色的翅膀上,认为这是一个非常值得研究的领域。
五彩斑斓的蓝
蓝闪蝶的翅膀是昆虫世界中虹蓝色着色的一个经典案例。
我们通常所见的蝴蝶,它们的色彩是由光学干涉引起的,但蓝闪蝶那虹色蓝——"五彩斑斓的蓝"完全是另一回事儿:尽管蓝闪蝶呈现出耀眼的蓝色,那只是视觉效果,它没有任何色素——一切都是由翅膀的微观结构造成的。
生产和维护颜料本质上是昂贵的,需要大量的能量。又爱美又不想花费太多能量,怎么办?
蓝闪蝶呈现给我们的,其实是一个来自大自然鬼斧神工的设计——颜色的另类解决方案。
科学家们使用SEM、扫描电子显微镜和光谱学来更详细地了解其翅膀时发现,蓝闪蝶使用了一种巧妙的方法,可以在没有色素的情况下获得其独特的颜色:它明亮的蓝色光芒来自散射光,类似于在阳光下闪闪发光的彩虹色肥皂泡——本身完全透明的肥皂泡。
它们的翅膀上的鳞片有一组纵向脊,脊内还有层层薄片——形成一种类似圣诞树的结构,它负责翅膀光图案的衍射或弯曲。
这个微结构只能用超高分辨率显微镜才能看到,它的大小与光的波长相同,由几丁质和空气的交替层组成,每层都有自己的折射率。因此与可见光的反应强烈,从而导致特征的彩虹蓝色。
跟它们学一手
生物工程界越来越关注了解蓝闪蝶的翅膀结构组件,想跟它们学一手。这些鳞片脊中的生物光子纳米结构,在设计装备、传感器等许多方面具有潜在的应用。
而我们普通人也能受益。比如,未来家中的窗户——根据太阳的位置改变它们的颜色和散射光。
这不仅仅是花里胡哨,通过这种模仿蓝闪蝶的方式,我们可以设计出反射过量紫外线、减少眩光的玻璃窗。最棒的是,这一切都可以在不妨碍视线的情况下完成,完全不需要遮阳设备或有色涂层。
写在最后
自然是富有的,自然是慷慨的。
在未来,也许我们的发展方向之一是科技与自然的结合——建造真正可持续的生物建筑,使其与自然融为一体,并扭转我们的传统建筑技术对地球造成的危害。
我们可以拥有像沙漠银蚁一样闪亮的银色路面,像蓝闪蝶一样拥有金属色但透明透光的窗户,或者像龟背竹的叶子一样使用最少材料的建筑物等等等......脑洞还有很多,下次有机会再说吧。
作者感谢你的关注(- _-)
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