人类从蝴蝶翅膀中学习“最佳防伪技术”(组图)


科学家找到一种模仿热带蝴蝶翅膀颜色的方式,这种方式可用于制造更难伪造的纸币和信用卡。
科学家找到一种模仿热带蝴蝶翅膀颜色的方式,这种方式可用于制造更难伪造的纸币和信用卡。(图片来源:Adobe Stock)

科学家找到一种模仿热带蝴蝶翅膀颜色的方式,这种方式可用于制造更难伪造的纸币和信用卡。这支研究小组复制出拥有同样结构的蝴蝶翅膀鳞片。在反射光线时,鳞片能够呈现出同样的色彩。

剑桥大学的马蒂耶斯‧科勒表示,这是一项令人吃惊的发现,就好像揭开大自然的一个秘密。他说:“这些人造结构可用于为纸币光学识别标志,或者其他贵重物品加密,以打击伪造行为。我们仍需要优化我们的系统,但在未来,我们便能够在10英镑面值纸币甚至护照上,看到基于蝴蝶翅膀的防伪结构。”

科勒与乌尔里奇‧斯特纳教授和杰里米‧巴姆伯格教授,对印度尼西亚凤蝶(学名Papilio blumei)进行了研究。它们的翅膀鳞片由类似蛋盒内部的错综复杂的微观结构构成。由于特殊的外形加之由表皮和空气交替层构成,这些结构在反射光线时,能够呈现出强烈的色彩。

科勒及其同事利用一整套纳米制造程序,复制出拥有相同结构的蝴蝶翅膀鳞片,这些复制品能够呈现出与蝴蝶翅膀一样生动的色彩。纳米技术被用于制造极其微小的纳米尺度设备。(1纳米等于1毫米的百万分之一)

蝴蝶可以利用鳞片颜色为自己加密,向潜在交配对象呈现一种颜色,向捕食者则呈现另外一种颜色。
蝴蝶可以利用鳞片颜色为自己加密,向潜在交配对象呈现一种颜色,向捕食者则呈现另外一种颜色。(图片来源:Adobe Stock)

科勒说:“我们揭开了大自然的一个秘密,并将这一发现与先进纳米制造技术结合在一起,模仿自然界的这个错综复杂的光学设计。虽然天然比我们进行人工制造更为理想,但我们也有自身优势,我们可以利用大量的人造定制材料,让光学结构实现最优化。”

蝴蝶可以利用鳞片颜色为自己加密,向潜在交配对象呈现一种颜色,向捕食者则呈现另外一种颜色。

科勒解释说:“这种热带蝴蝶翅膀鳞片上的闪光绿色斑块,是自然界在光学设计方面具有独创性的一个典范。借助于合适的光学设备观察,这些斑块会呈现出亮蓝色,但用肉眼观察时看到的却是绿色。这能够解释蝴蝶的这种颜色呈现方式。在充满绿色的热带生存环境下,如果同类看到的是亮蓝色而捕食者看到的只有绿色斑块,蝴蝶便可以在躲避捕食者的同时,让同伴看到它们的身影。”


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