技術的な問題に対する最も革新的な解決策は、私たちの目の前、あるいはむしろ私たちの裏庭に隠れていることがあります。これは次の場合です ヨコバイ, 一般的な昆虫 と呼ばれる謎の粒子を生成します。 ブロコソーム。この小さな自然の宝石が、革新的な光学材料開発の鍵になるかもしれないよ、さあ 不可視デバイス 太陽エネルギーをより効率的に捕捉するためにコーティングを施します。
ペンシルバニア州立大学の研究者チームはブロコソームの秘密を解明し、新世代の生物由来の技術への道を切り開きました。
魔法の反射防止「風船」。
サイズがわずか 600 ナノメートル (細菌の約半分の大きさ) で、表面に 200 ナノメートルの穴が点在する小さな中空球を想像してください。自然工学の驚異：それはブロコソーム、ヨコバイが体を覆うために生成する粒子です。
しかし、これらの奇妙な、微細な「風船」は何のためにあるのでしょうか?何十年もの間、科学者たちはこの疑問に頭を悩ませてきました。昆虫を清潔に保つために使用されたという仮説もあれば、撥水効果をもたらすために使用されたという仮説もありました。
今日は教授率いるチームの働きのおかげで タクシンウォン、驚くべき答えが得られました。ブロコソームは非常に洗練された抗反射システムであり、 入射光の最大 94% を吸収できます。
ヨコバイ: 捕食者には見えません（それだけではありません）
一体なぜヨコバイは光の反射を気にする必要があるのでしょうか？シンプル：捕食者に見られないようにするため。鳥や爬虫類など、これらの昆虫を狩る動物の多くは、紫外線まで及ぶ視力を持っています。そして、何だと思いますか？ブロコソームは紫外線波長を正確に吸収するのに最適であり、ヨコバイを作ります。 敵にはほとんど見えません。
Ma nonètutto。 研究者らは、ブロコソームの表面にある穴のサイズも、可視光を分散させ、一種の万能の「反射防止シールド」を作り出すために重要であることを発見した。つまり、これらの驚異的な粒子のおかげで、ヨコバイは文字通り視界から「消える」ことができるのです。あなたも感じてください その良い匂い バイオミメティック、 真実？自然の独創的な解決策を「コピー」して工学的問題を解決する科学。私はそれに夢中です。
ブザーから未来のテクノロジーまで
誰かが（逆説的に言えば、ソーシャルメディアの見出しだけで記事を読まないだろうが）こう言うだろう：どれも非常に魅力的だが、それは私たち人間と何の関係があるのだろうか？そうですね、とても。ヨコバイのブロコソームの光学特性の根底にある機構を理解できれば、無数の技術応用への道が開かれる可能性がある。
ハリー・ポッターの映画に出てくる透明マントのように、私たちを透明にすることができる装置について考えてみましょう。または、光を反射せずに捉える、ソーラーパネル用の超効率的なコーティング。また、データが特定の波長の下でのみ表示される超強力な日焼け止めや光学暗号化システムについてはどうでしょうか?可能性は事実上無限です。
人工ブロコソームを構築するにはどうすればよいですか?
ブロコソームの可能性を最大限に活用する前に、研究者は実験室でブロコソームを複製できるという重大な障害を克服する必要がありました。その幾何学的形状は非常に複雑であるため、科学者にとってその再現は長い間難問でした。
しかし、ペンシルベニア州立大学のチームは諦めませんでした。高度な 3D プリンティング技術を使用して、彼らはブロコソームの合成「コピー」を作成することに成功しました。これは、自然なサイズ (人間の髪の毛の直径の約 20.000 分の XNUMX) に比べて XNUMX 倍に拡大されました。これらの粒子の光学的挙動を詳細に研究できる「リバース エンジニアリング」の真の傑作です。
要約すると
強調したように 林王、研究の第一著者（ここであなたにリンクします)、自然は材料科学者にとって素晴らしい教師です。ヨコバイは、技術革新の貴重な秘密を秘めた動物のほんの一例にすぎません。 「昆虫だけではありません」とワン氏は言う。 「私はインスピレーションの源です。」
ヨコバイの小さな体の背後には、何百万年もの進化の結果である光学工学の驚異が隠されています。いつの日か SF 映画にふさわしいテクノロジーを私たちに提供してくれるかもしれない天才。
