向螢火蟲學(xué)做燈罩

“囊螢夜讀”真的能看清書嗎

《晉書·卷八十三·車胤傳》。說的是晉朝人車胤勤奮苦讀，家境貧寒，不能經(jīng)常得到香油點(diǎn)燈讀書。夏天的夜晚，便捉幾十只螢火蟲，放入絹袋中，借著螢火蟲的亮光看書。

車胤生于公元333年，距今1670余年。關(guān)于他的祖籍，有種說法是在湖北省公安縣，現(xiàn)在公安縣斗湖堤鎮(zhèn)曾埠頭鄉(xiāng)還留有“囊螢臺”遺址，附近有所高中也叫“車胤高中”。

“用螢火蟲當(dāng)燈，真的能看清書嗎？”為給這個1600多年前流傳至今的故事尋找答案，武漢的一位記者專門請我國螢火蟲研究專家、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授付新華，進(jìn)行了一次有趣的科普實(shí)驗(yàn)——

在一個150毫升的玻璃瓶內(nèi)，分別放下25、50及100只條背螢，將一張打印有12號宋體文字的A4打印紙放在距離玻璃瓶3厘米處，借助螢火蟲發(fā)出的光辨認(rèn)文字。

實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是，“車胤囊螢”故事是真實(shí)可信的，但囊螢夜讀的效果并不理想。因?yàn)槲灮鹣x發(fā)光極不穩(wěn)定，一閃一閃的，不像電燈泡，人的瞳孔需要不斷地調(diào)節(jié)以適應(yīng)這種忽明忽暗的光，眼睛很容易感到疲憊。

螢火蟲吃什么？

螢火蟲幼蟲分為水生和陸生，幼蟲一般需要6次蛻變后才進(jìn)入蛹階段。它是食肉類生物，幼蟲階段主要吃蝸牛、田螺和貝類；成蟲后吃露水、花粉和蝸牛肉。

別看螢火蟲的幼蟲個兒很小，可膽量很大，敢與蝸牛較量，直至把蝸牛吃掉。這都是因?yàn)樗幸惶转?dú)門“武功”。當(dāng)幼蟲找到蝸牛以后，先用它那針頭一樣的嘴巴在蝸牛身上扎幾下。干什么？原來在給蝸牛打“麻醉針”———噴出一種毒素，把蝸牛麻翻。接著，它又會給蝸牛注射一種消化液———酶，直到把蝸牛肉化成稀稀的鮮美肉汁。這時它便喚來同伴們，圍在蝸牛四周，一齊把針管般的嘴巴插進(jìn)蝸牛的肉內(nèi)，吸起肉汁來。幼蟲變?yōu)槌上x后，它們就不再獵食，僅僅是喝點(diǎn)露水或采些花蜜，直到最后活活餓死。

馬來西亞神奇的世界螢火蟲保護(hù)基地

雪蘭莪馬來西亞十三州中的一個州，位于馬來西亞西海岸中部，州內(nèi)有許多的旅游勝地，如著名的黑風(fēng)洞等?？赡艽蠖鄶?shù)人并不知道雪蘭莪，是世界為數(shù)不多的螢火蟲保護(hù)地之一。

黑夜里，在雪蘭莪河畔的茂密樹林中，成群結(jié)對的螢火蟲一閃一閃的發(fā)出的光亮，如璀璨的燈火，這般景觀，堪稱世界奇觀之一。

夏天的夜晚，在空氣清新濕潤的花園里，常常能見到螢火蟲飛舞。螢火蟲的個頭很小，發(fā)出的光卻能穿透黑暗。是什么使它們具備如此之高的發(fā)光效率？

最近，比利時博士安尼克接受了一項(xiàng)研究任務(wù)——設(shè)計一款亮度增加一倍，耗電量卻保持不變的發(fā)光二極管（俗稱LED燈）。一開始，她絞盡腦汁試驗(yàn)各種填充在燈泡里的發(fā)光材料，還試圖改善電路，但效果都不理想。

她決定先把這個工作放一放，去南美洲進(jìn)行野外考察，順便放松一下身心。在那里，夜晚的點(diǎn)點(diǎn)流螢吸引了她的目光。她捉了許多當(dāng)?shù)氐摹芭孜灮鹣x”，決心弄清楚它們?yōu)槭裁茨苓@么亮。

在顯微鏡下，螢火蟲的發(fā)光器官被包裹在一層角質(zhì)層中，就像燈絲被包裹在玻璃燈罩里。按理說，多了一層角質(zhì)層，光線應(yīng)該變暗，但是安尼克發(fā)現(xiàn)，如果去除角質(zhì)層，它的光反而減弱了。這是怎么回事？看來，奧秘就在角質(zhì)層的“燈罩”中！

進(jìn)一步的觀察研究表明，螢火蟲角質(zhì)層上有一種非常微小的、小到納米級別的鋸齒形骨架，這個骨架也很像一層一層的臺階。當(dāng)發(fā)光器官發(fā)出的光照到骨架上時，它會像千萬面小鏡子，把散射的光線往同一個方向反射。于是，光線被最大程度地利用了，一點(diǎn)也沒有浪費(fèi)。

隨后，研究人員分別用電腦模型和實(shí)物模型證實(shí)了這個結(jié)果。

安尼克立刻返回比利時，開始改造LED燈的燈罩。她制作出了模仿螢火蟲尾部角質(zhì)層天然結(jié)構(gòu)的LED覆蓋層。這種覆蓋層最高可提高55%的LED光使用效率，并且很容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，為人類節(jié)約更多能源?？赡茉谝粌赡曛畠?nèi)，我們就能在生活中用上這種仿造螢火蟲的新式燈泡了。

安尼克說，她和同事還將繼續(xù)探索偉大的自然界的奧秘，尋找知識和靈感的新源泉?！芭孜灮鹣x”的發(fā)光效率非常高，不過她認(rèn)為還有其他種類的螢火蟲的發(fā)光效率會更高，也許深海中的發(fā)光魚類也能給我們新的靈感。隨著地球能源的告急，尋找節(jié)能光源的工作將一直進(jìn)行下去。

有趣的螢火蟲

有什么比夏夜里的螢火蟲發(fā)出的光更為神奇呢？

讓我們來一起看看這群可愛的家伙吧——

不會發(fā)光的螢火蟲 全世界有2000余種螢火蟲，大多于夏季在河邊、池邊以及農(nóng)田出現(xiàn)，活動范圍一般不會離開水源。盡管它們的名字都叫“螢火蟲”，但只有一部分種類的螢火蟲會發(fā)光，例如，美國西部的螢火蟲就缺乏產(chǎn)生光的能力。

發(fā)光是為了“求愛” 雄性螢火蟲腹部有2節(jié)發(fā)光，雌性只有1節(jié)；發(fā)光是耗能活動，不會整晚發(fā)亮，一般只維持2～3小時，成蟲壽命一般只有5天至2星期，這段時間主要為交尾繁殖下一代。雄性螢火蟲利用它們發(fā)出的閃光引誘雌性螢火蟲，每一種螢火蟲都有自己的閃光模式。

顏色不一樣哦 常見的螢火蟲發(fā)出的光色有黃色、綠色或橙色。

特殊的正當(dāng)防衛(wèi) 螢火蟲幼蟲也可以發(fā)光，甚至一些生活在地下或水下的螢火蟲幼蟲往往也發(fā)光。它們利用光警告捕食者，它們是不好吃的；它們還分泌一些味道極差的防御性類固醇，以保護(hù)自己。

世界上最高效率的光 螢火蟲的光是世界上最高效率的光。由于化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的能量幾乎100%都是用來發(fā)光的，只有極少部分能量轉(zhuǎn)為熱能，所以當(dāng)螢火蟲停在我們的手上時，我們不會被螢火蟲的光給燙到，因此螢火蟲發(fā)出來的光被稱為“冷光”。

不要讓螢火蟲離開我們 由于環(huán)境破壞，螢火蟲在現(xiàn)在的大城市里已經(jīng)絕跡。導(dǎo)致螢火蟲數(shù)量下降的其它因素包括光污染和棲息地的破壞，如果螢火蟲生活的一個區(qū)域被破壞了，它們不會遷移到另一個區(qū)域，只會永遠(yuǎn)地消失。