瓢虫,这些小昆虫们总是很仔细地把它们的翅膀藏在颜色鲜艳的鞘翅之下,只有在起飞时,我们才看到它们露出自己的翅膀:
瓢虫的翅膀可以说是一个相当好的折叠结构了,长长的翅膀平时能很好地收纳在小小的空间里,而且展开和收起的过程都非常方便。
而工程师们其实也有类似的需求。他们也想设计出一些折叠时很不占空间,展开使用又很方便的结构。因此,东京大学的航天工程师斉藤一哉想从瓢虫身上获得些灵感——瓢虫这长长的翅膀,到底是怎么收起来,又怎样展开的呢?
问题是,想直接观察瓢虫收翅展翅的过程,还真不容易看清楚。于是,研究者们想了一个简单粗暴的方法——他们给瓢虫做了一个“移植手术”:原本色彩鲜艳、不透明的鞘翅(也就是外面被看见的那个“瓢”的部分),被换成了透明的人工版。这样我们就可以透过透明鞘翅方便观察内部结构了!
然后他们用高速摄影记录下整个翅膀的展开过程,同时还对瓢虫进行了精细的CT扫描。最终发现:瓢虫翅膀其实有着复杂的折叠方式,看起来就像精心设计的折纸一样。
下面的动图是折叠起来的翅膀的3D图像:
翅膀的折叠方式大致是Z字形的,但细节还更加复杂,如果用折纸来演示,会是下面这样:
而至于研究者们给瓢虫移植的透明“壳”,是下面这样……
(真·简单粗暴的方法)
这个透明的“壳”是用UV固化树脂做的(听不懂?嗯,它和光疗美甲一个原理……)
现在我们已经知道了瓢虫翅膀是怎样收纳的、也知道了它是怎样展开的,让我们大胆期待它在航天领域的应用吧!
但我还是很好奇……不知道这只忽然被开了窗的瓢虫会是什么感觉……??
信源:https://www.newscientist.com/article/2131109-ladybirds-transparent-shell-reveals-how-it-folds-its-wings/
如果想了解原论文,可以看这里:http://www.pnas.org/content/early/2017/05/09/1620612114
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