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揭秘蝴蝶翅膀鳞片如何“生长和组装”

  如果你触摸到蝴蝶的翅膀,很可能会沾上一层薄薄的粉末,它是由微小鳞片组成的,这些粉末就像是房屋上的瓦片,微小鳞片的结构和排列赋予蝴蝶特殊的颜色和闪光,并帮助保护昆虫免遭恶劣环境的伤害。目前,美国麻省理工学院工程师拍摄到蝴蝶在蛹化蝶的过程中翅膀鳞片是如何“生长和组装”。

  通过一些微手术和巧妙的成像方法,研究人员能观察到小红蛱蝶翅膀鳞片的形成过程,他们观察到在翅膀形成过程中,翅膀表面的细胞生长中整齐地排成一行,这些细胞迅速分化为交替、覆盖状结构,产生彼此重叠的瓦片状图案,伴随鳞片不断增大,它们会沿着鳞片径长方向长出细长的脊——微小的波纹状特征,不仅能控制蝴蝶翅膀的颜色,还有助于排出雨水和露水。

  这项研究报告发表在11月22日出版的《美国国家科学院院刊》上,为蝴蝶鳞片的生长提供了迄今为止最详细的观察,这种新视觉效果也可以作为设计新材料的蓝图,例如:彩虹窗和防水纺织品。此外,蝴蝶翅膀通过精确地形成鳞片结构来控制它们的许多属性,基于该鳞片的特殊结构,可用于设计汽车和建筑物颜色的自清洁策略。


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