后院昆虫激发大规模隐形粒子生产

宾夕法尼亚州立大学的一个团队现已开发出一种高速平台,能够以每秒超过 100,000 个的速度生产合成版本的溴化体,这项技术成就可能会为人类带来下一代伪装、传感器和其他进步。

来源:宾夕法尼亚州立大学

宾夕法尼亚州大学公园 — 当大多数人在后院花园中看到叶蝉时,他们注意到的只不过是一只绿色或条纹的小昆虫在叶子之间飞来飞去。但这些昆虫实际上是工程大师,能够构建一些已知的最复杂的天然纳米结构,这使得它们对许多捕食者来说是隐形的。它们的秘密在于叶蝉自然产生并包裹自己的微小中空纳米结构。 宾夕法尼亚州立大学的一个团队现已开发出一种高速平台,能够以每秒超过 100,000 个的速度生产合成版本的溴染色体,这项技术成就可能会为人类带来下一代伪装、传感器和其他进步。

他们今天(12 月 12 日)在 ACS Nano 上发表了他们的研究成果。

“每个支气管体都比花粉粒还小,但其结构却极其复杂,看起来就像一个图案完美的足球,上面覆盖着纳米级的孔隙,”机械工程和生物医学工程教授 Tak-Sing Wong 说。

叶蝉的支气管体在昆虫学界之外很少受到关注,但因其复杂性和光学行为而令科学家们着迷。 支气管体的独特设计具有双重目的。 一种是吸收紫外线 (UV) 光,这会降低具有紫外线视觉的捕食者(例如鸟类和爬行动物)的可见度,因为孔的尺寸非常适合吸收紫外线频率的光。 它们还能散射可见光,形成一个抗反射屏障,抵御潜在的威胁——它非常有效,它们的翅膀几乎不反光,为捕食者提供了天然的伪装。

该团队通过仔细观察叶蝉本身如何产生溴化体来开始他们的最新成就。在昆虫的马尔皮基小管(一种内部管道系统)内,液滴状冷凝物会形成表面波纹,系统中的蛋白质和脂质在此进行自组装,形成支气管体结构。