◎ 朱會鑫
說起蝴蝶界的偽裝大師,我們會自然而然地想到枯葉蝶。
枯葉蝶,顧名思義,它的外表如同枯葉一樣,當(dāng)其合攏翅膀休息時,就像一片有著一道道暗色的葉脈,邊緣還會略微卷起的棕色枯葉??萑~蝶的翅膀上有一片片細(xì)小的鱗片,這些鱗片能夠把枯葉蝶偽裝成真假難辨的“樹葉”。可以說,枯葉蝶如果靜伏在一堆落葉里,你根本無法辨認(rèn)哪是枯葉,哪是枯葉蝶。
而在蝴蝶界,還有一位足以與枯葉蝶媲美的偽裝大師,那就是玻璃蝴蝶。
玻璃蝴蝶采用的是跟枯葉蝶截然相反的偽裝方式。它沒有像枯葉蝶那樣翅膀上涂抹背景顏色,而是直接長出一對透明的翅膀,這樣一來,背景色就能夠透過如同玻璃一樣的翅膀,使玻璃蝴蝶變成隱形的。玻璃蝴蝶的翅膀雖然像玻璃一樣透明,但是遠(yuǎn)比玻璃高級,它不僅能阻止水霧凝結(jié),還能抵抗光線的反射。
這么說吧,在雨中,車窗玻璃內(nèi)部容易凝結(jié)一層水霧,但是玻璃蝴蝶的翅膀上是從來不會出現(xiàn)水霧的。當(dāng)陽光照射在車窗玻璃上,在某個特定的角度,會反射出一道刺眼的光線,但是玻璃蝴蝶的翅膀上絕不會出現(xiàn)刺眼的反射光線。正因如此,玻璃蝴蝶無論是停留在樹葉上休息,還是飛舞在陽光下,都能夠完美地隱身,躲避天敵的視線。
與其他蝴蝶和昆蟲的翅膀一樣,玻璃蝴蝶的翅膀也是由普通的幾丁質(zhì)材料構(gòu)成的。不含色素的幾丁質(zhì)本身是透明的,卻會反射光線,玻璃蝴蝶在光滑的翅膀上刷了一層凹凸不平的涂層,達到隱形的目的。這層涂層的表面是納米層,由一根根突起的納米柱子組成。一根納米柱子的直徑為50 納米,只有頭發(fā)絲的萬分之一粗。有趣的是,這些納米柱子并不是規(guī)規(guī)矩矩地豎直排列著,而是隨機地歪倒著。殊不知,正是這些歪歪扭扭、高低不等的納米柱子,構(gòu)成了玻璃蝴蝶翅膀表面抗反射的特性。
美國加州理工學(xué)院的研究人員受到玻璃蝴蝶隱形翅膀的啟示,曾經(jīng)做過這樣的實驗:用膠帶粘除掉玻璃蝴蝶翅膀上粗糙的納米層,使其翅膀變得光滑,然后用光從各個方向照射翅膀,發(fā)現(xiàn)都有反光現(xiàn)象。接下來,研究人員又在玻璃蝴蝶光滑的翅膀上涂一層納米層,再用光從各個角度照射翅膀,結(jié)果沒有反光現(xiàn)象。
實驗結(jié)果表明:涂抹納米層可以抗反射。這個驚人的發(fā)現(xiàn),給人類帶來許多福音。比如,給汽車的車窗上涂一層納米層,可以有效防霧、防反光。給太陽能電池板涂上一層納米層,可以使來自任何角度的陽光照射在電池板表面都不會被反射出去,從而提高太陽能電池板吸收陽光的效率。在建筑墻面涂料中加入納米粒子,可以大幅減少光反射,以達到減輕光污染的目的。納米抗反射技術(shù)還被運用到軍事上,如給隱形飛機涂抹納米層,它就可以全面吸收雷達波,實現(xiàn)真正意義上的“隱形”。
就在不久前,美國加州理工學(xué)院的研究團隊又設(shè)計了一種加蝴蝶納米柱的微型測量儀器。這種微型測量儀器可以直接安裝在青光眼病人的眼睛里監(jiān)測眼壓,使用起來更方便,測量數(shù)據(jù)更精確。
相信在不久的將來,納米涂層抗反射技術(shù)一定會被運用到更多領(lǐng)域,更好地造福人類。
(偶然摘自《知識窗》2023年第7 期/圖 雨田)