向昆蟲學習 新型仿生納米微球
材料牛注：賓夕法尼亞州立大學的一個研究小組從一種叫葉蟬的昆蟲身上獲得靈感，合成了一種新的材料，其可以在各種頻率下吸收來自所有不同方向的光，是抗反射涂層的理想選擇。讓我們一起來看看這是一種什么材料吧！
葉蟬排出一種名為刺體的顆粒，并將它們抹在翅膀上，以躲避環境中的潛在捕食者。這種顆粒是超疏水的，使葉蟬的翅膀在潮濕的環境中也能保持干燥。
但是，研究人員最近發現，刺體還能使葉蟬以及它們的卵與它們的主要天敵的可見背景融合在一起。
機械工程學副教授、工程學Wormely家族早期職業教授Tak-Sing Wong在一份聲明中說：“我們以前只知道我們的合成微粒可能因為它們的結構而具有光學感。但是直到我的前博士后，同時也是該研究的第一作者——Shikuan Yang在一個小組會議上提出之后，我們才知道葉蟬的這種天然非粘性涂層結構和我們的合成微粒非常相似。”
他說：“這讓我們想知道葉蟬在自然界中是如何使用這些顆粒的。”
但是，關于葉蟬刺體的信息非常少，合成微球中坑洞的尺寸接近于光的波長，并且可以捕獲高達99％的光，范圍從紫外到可見光以及近紅外。
Wong說：“問題在于，在這個領域里，這些葉蟬產生的刺體數量很少，而且很難收集。 但是，我們已經在實驗室中生產了大量的這些結構，足以放進一臺機器來觀察它們的光學特性。”
研究人員通過模擬昆蟲的視覺，發現刺體很有可能作為偽裝涂層對付葉蟬的捕食者。
這種合成微球是使用電化學沉積的復雜五步法進行制備的。
該過程可用許多不同的材料來擴大生產規模，包括金，銀，氧化錳或導電聚合物。
Wong說：“不同的材料有不同的應用。例如，氧化錳是超級電容器和電池中經常使用的材料。”
“由于這種顆粒具有大的表面積，可以用它制造出優良的電池電極，并且具有更高的化學反應速率。”
這種材料還可以應用于傳感器和照相機，因為其通過捕獲不需要的光線反射可以增加信噪比。同時它也可以用于望遠鏡和太陽能電池。
Wong說：“這篇論文說起來其實更是一個基礎性的研究。未來，我們可能會嘗試將結構延伸到更長的波長。”
“如果我們把這個結構做得更大一點，它能吸收更長的電磁波，比如中紅外線，并在傳感和能量采集方面開拓更多的應用領域嗎？”他補充說道。
原文鏈接：Anti-Reflective Coating Inspired by Insect “Cloaking Device”
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求這篇報告的原始文獻。