微米和纳米科技材料

纳米3D打印助力研究孔雀蜘蛛的七彩“外套”

近年来,3D打印技术对一些自然研究帮助很大。因为3D扫描和3D打印的精度较高,使科学家能够更近距离地研究动植物结构。最近,一组研究人员通过纳米3D打印技术对澳大利亚的彩虹孔雀蜘蛛表现色彩的方式进行了研究,其发现可以用于各种工程应用。

纳米3D打印助力研究孔雀蜘蛛的七彩“外套”

澳大利亚的孔雀蜘蛛八成能是蜘蛛纲家族里面最夺目的成员了,一身七彩衣,色泽艳丽,五颜六色的,可好看了。特别是雄性彩虹孔雀蜘蛛,它们美丽的“外套”可不是简单的装饰,而是吸引伴侣的“冲锋衣”。别看这个蜘蛛只有五毫米,可它的色彩却比孔雀要艳丽得多,因为它可以呈现出彩虹七种不同的色彩。

该项目由加利福尼亚圣地亚哥大学Scripps海洋学研究所博士后Bor-Kai Hsiung领导,是一个跨学科研究项目。此外,他们还对非彩虹色的蓝色狼蛛进行了研究,用作对比。

通过光学和电子显微镜、高光谱成像、成像散射测量和光学建模,他们对蜘蛛虹彩的成因提出假设,然后用3D打印对这些假设进行验证。

研究人员借助纳米3D打印技术构建出蜘蛛的原型并对其进行实验,证明彩虹的颜色是由特定的腹部鳞片产生。这些鳞片把表面的纳米级衍射光栅结构和翼型微观三维轮廓相结合,并在一定的相互作用下造成光分离,产生对比鲜明的彩虹色。

纳米3D打印助力研究孔雀蜘蛛的七彩“外套”

相关人员表示:“我发现,这些蜘蛛长期进化的复杂结构甚至超越了人类工程学,因为即使采用先进的制造技术,我们也无法精确地复制其结构,所以到现在我们也搞不懂这些蜘蛛是怎么把这些结构构建出来的。”

纳米3D打印助力研究孔雀蜘蛛的七彩“外套”

这一发现对于像色彩和光这样的其他领域,也带来了新的突破。目前,它可以减小光谱仪的尺寸,对一些诸如执行空间任务的仪器或可穿戴式的工业化学探测系统来说,是很有帮助的。

你可能还喜欢

发表评论

您的电子邮件地址将不会发布。

此站点使用Akismet来减少垃圾评论。了解我们如何处理您的评论数据