@ 2017.05.14 , 11:00

蝴蝶为何拥有美丽的颜色?

蝴蝶为何拥有美丽的颜色?
credit: 锐景创意

蝴蝶可能是图案及颜色最精致的生物。蝴蝶颜色源于翅膀上的鳞片。其鳞片上含有由几丁质构成的晶体(螺旋二十四面体),该物质也出现在昆虫的外骨骼上。这些晶体结构非常复杂,而且极其微小,尺寸仅几纳米。

纳米技术也能够制造出这种微小结构,它们对医学、电子工业、太空旅行等领域非常重要。然而,蝴蝶翅膀上的纳米结构远比任何人造物更复杂。如今,科学家正在探究蝴蝶翅膀的晶体发育如何应用于工业。该研究发表在《Science Advances》上。

目前,人们无法在蝴蝶翅膀的发育过程中研究它。于是,研究人员将成体蝴蝶的鳞片放大了许多倍进行检验。他们采用一种来自墨西哥的小灰蝶,其翅膀上侧为带蓝色斑纹的墨黑色,下侧为底缘带红色斑纹的绿色。但如果放大了看,绿色并不完全是绿色。鳞片虽为明绿色,但背景是橙红色。此外,鳞片本身也不完全是绿色,而是由不重叠的许多色块构成。

蝴蝶为何拥有美丽的颜色?
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每片鳞片都含有结构化的纳米晶体。有趣的是,它们彼此分离,松散地与翅膀下侧表面连接在一起。在翅膀上,晶体由小至大呈线状排列。也许鳞片就是按照这种方式形成的,它在翅膀上不断地发育。发育阶段似乎凝固在时间里,展示出晶体的形成过程。在发育过程中,鳞片可能是先形成外壳,再形成内部晶体结构。

虽然这仅仅是一种蝴蝶的情况——蝴蝶种类超过14万,但研究人员认为这种发育方式也许可以推广至大多数翅膀鳞片上。也就是说,所有蝴蝶可能都是通过类似的方式形成颜色。这可以应用在纳米技术中——比如光导技术,因为它们可以在任意方向上操控光。

自然界为技术进步带来灵感。

本文译自 zmescience,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。Elena Motivans


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