科学家成功模仿了叶蝉体表一种微观颗粒的抗反射特性。通过微流控技术，研究人员制造出名为“brochosomes”的空心颗粒，这种颗粒能大幅减少眩光，帮助昆虫躲避捕食者。该方法生产速度极快，每秒可产出超过10万个，并且颗粒大小和孔洞形状可控，为光学材料、能源设备乃至军事伪装等领域带来了新的技术可能。
叶蝉的“隐身”天赋
叶蝉是一种常见的昆虫，它们能与植物融为一体，部分原因在于其独特的伪装机制。它们会分泌并涂抹一种微观的空心颗粒到全身，这种颗粒被称为 brochosomes。
- 结构独特： 每个颗粒的外形像一个微型足球，表面布满了精确排列的孔洞。
- 功能原理： 这些孔洞会散射光线，而不是直接将其反射回去，从而显著减少刺眼的闪光，使捕食者难以通过反光发现它们。
测量结果显示，这些颗粒能将可见光和紫外光的反射眩光减少约 80% 到 96%。这种效果足以消除暴露昆虫行踪的闪光。
实验室中的复制方法
宾夕法尼亚州立大学的科学家没有使用传统的纳米雕刻技术，而是采用了一种更高效的化学方法。
他们搭建了一套微流控系统，该系统能产生悬浮在水中的微小聚合物液滴。当液滴中的溶剂蒸发时，表面张力会促使聚合物自然形成带有孔洞的空心球体，其结构与叶蝉身上的天然颗粒非常相似。
- 高度可控： 通过调整聚合物的化学成分，研究人员可以精确控制颗粒的大小和孔洞的形状。
- 设计多样： 团队成功复现了在不同种类的叶蝉身上观察到的五种不同设计，颗粒尺寸从几百纳米到约两微米不等。
生产效率与应用前景
这项技术最引人注目的优点之一是其生产速度。该系统每秒可以生成超过 10 万个颗粒，远超大多数纳米制造技术，表明其具备走出实验室、投入实际应用的潜力。
这项受昆虫启发的纳米制造技术，可能在多个行业中找到用武之地：
- 能源设备： 减少表面反光可以提高能源设备的性能。
- 光学材料： 可用于制造更好的眩光控制涂层。
- 军事伪装： 尽管需要更多测试，但这是一种潜在的应用方向。
- 生物医药： 颗粒的形状和表面特性使其在药物递送等领域也具备潜力。