當前位置:
首頁 > 最新 > 研究人員使用納米3D列印技術研究孔雀蜘蛛顯示的彩虹色

研究人員使用納米3D列印技術研究孔雀蜘蛛顯示的彩虹色

在過去幾年中,3D技術一直應用於自然界的研究,因為掃描和3D列印方法的精確度使得科學家能夠更加近距離地觀察由各種動植物開發的複雜而迷人的結構和模式。這個領域的最新突破是關於澳大利亞的彩虹孔雀蜘蛛。一組研究人員使用納米3D列印技術來弄清楚它是如何產生多色彩虹顯示的,他們的發現現在可以用於各種工程應用。

澳大利亞的孔雀蜘蛛可能是蜘蛛綱家族中最引人注目的成員,而彩虹孔雀蜘蛛是它們中最令人印象深刻的物種。雄性彩虹孔雀蜘蛛用醒目的彩色顯示器來吸引伴侶。五毫米的蜘蛛比孔雀更令人印象深刻,這是因為它能夠呈現全彩的彩虹。這是自然界唯一有能力的生物,對此,研究人員想知道它究竟是如何做到的。

這個研究項目是跨學科的合作,由加利福尼亞聖地亞哥大學斯克里普斯海洋學研究所的博士後研究人員Bor-Kai Hsiung領導。在Todd Blackledge和Matthew Shawkey的指導下,在Akron大學學習。對於他的博士論文, Hsiung在研究大自然是如何調製彩虹色的,他從極端的兩端接近了這個問題。除了彩虹孔雀蜘蛛之外,他還研究了非彩虹色藍色狼蛛的解剖。

他接著組建了一個國際團隊,其中包括來自阿克倫大學、加州理工學院、內布拉斯加大學林肯分校、比利時根特大學、荷蘭格羅寧根大學和澳大利亞的生物學家、物理學家和工程師。他們開始著手確定彩虹孔雀蜘蛛的彩虹顏色是如何起作用的。研究小組利用光學和電子顯微鏡、高光譜成像、成像散射測量和光學建模。這些技術使他們能夠對蜘蛛的彩虹色是如何通過其尺度創造出一些普遍的假設,然後轉向3D列印以便測試這些假設。

使用專門的納米3D列印技術構建原型並對其進行實驗,最終證明彩虹色是由專門的腹部鱗片產生的。蜘蛛的鱗片結合了表面上的納米級衍射光柵結構的翼型微觀三維輪廓。表面納米衍射光柵與尺度的微觀曲率之間的相互作用導致光分離和分離成其分量波長,以產生強烈的彩虹色,並引起我們的注意。通過比現在人造工程技術所能實現的更精細的角度和更小的距離來實現光的分離和隔離。

加州理工學院的研究合作者之一Radwanul Hasan Siddique說:「作為一名工程師,我發現這些蜘蛛結構色彩令人著迷,這些長期進化的複雜結構如何能夠超越人類工程學。即使採用高端製造技術,我們也無法複製確切的結構。我不知道這些蜘蛛如何把這些奇特的結構模式集合在一起!」

彩虹孔雀蜘蛛如何產生自己的小彩虹的發現可能被證明是工程和其他領域的重大發展,其規模機制可能會影響彩色和光線技術的新突破。研究結果可能有助於克服目前光譜操作的局限性,以及減小光譜儀的尺寸。這可以用於需要在一個非常小的封裝中進行精細光譜解析度的應用,特別是空間探索任務的儀器或工業環境的可穿戴式化學探測系統。


喜歡這篇文章嗎?立刻分享出去讓更多人知道吧!

本站內容充實豐富,博大精深,小編精選每日熱門資訊,隨時更新,點擊「搶先收到最新資訊」瀏覽吧!


請您繼續閱讀更多來自 3D虎 的精彩文章:

3D列印行業大咖淺談2018年3D列印發展趨勢
格拉茨大學使用3D列印鋼反應器將溫室氣體轉換為治療昏睡病藥物
工程師開發陶瓷和金屬3D列印解決方案,為美國海軍在海上製造更換零件!
糕點師將糖果工藝、數學演算法和3D列印相結合以創建新型幾何蛋糕
日本設計師開發出可以像生物一樣移動的3D列印生物啟發機器人

TAG:3D虎 |