Вы тут

Як матылькі дапамагаюць развіваць тэхналогіі


Свет прыроды здаўна ўражваў паэтаў і мастакоў, а таксама падаваў навукоўцам цікавыя ідэі для распрацоўкі перадавых тэхналогій і прылад. Важную ролю ў гэтым працэсе іграюць мініяцюрныя і дзіўныя істоты — матылі.


Паштовая марка 1978 года (Гаяна) з пераліўным матылём блакітным морфа.

Крылатыя аналізатары

Яшчэ ў XVII стагоддзі англійскі фізік Роберт Гук спрабаваў зразумець, як крылы матылькоў, створаныя з таго ж матэрыялу, што нашы пазногці і валасы, могуць даваць такія яркія і сакавітыя колеры. З дапамогай мікраскопа ён убачыў: крылы гэтых вусякоў пакрыты малюсенькімі лускавінкамі. Далейшыя ж доследаванні паказалі, што іх яркае фарбаванне залежыць ад адлюстравання і праламлення святла.

Паштовая марка 1994 гады (Нікарагуа) з матылёмм белым морфа.

Сапраўды, колеры крылаў матылёў з’яўляюцца структурнымі: яны ствараюцца не паглынаннем святла пігментамі, а яго рассейваннем, якое залежыць ад даўжыні хваль і вуглу агляду. Колеры пры гэтым могуць быць самымі рознымі і вельмі яркімі. Напрыкад, блакітныя матылькі роду морфа з Паўднёвай і Цэнтральнай Амерыкі бачны з адлегласці ў чвэрць кіламетра, і калі сонечнае святло пракрадаецца праз полаг трапічнага лесу і адлюстроўваецца ад іх крылаў, яны быццам ззяюць.

Паштовая марка 1963 гады (Інданезія) з матылём, які мігаціць смарагдавым распыленнем, з пераліўным зялёным колерам на крылах.

Дзіўная пабудова крылаў гэтых вусякоў натхніла шмат якіх інжынераў на распрацоўку тэхналогій па кіраванні святлом і хімічных датчыкаў, а таксама тэхналогій па паляпшэнні захоўвання, перадачы і апрацоўкі інфармацыі. Так, вясёлкавыя лускавінкі прадстаўнікоў роду морфа даюць розную аптычную рэакцыю на розныя пары — ваду, метанол, этанол і ізамеры дыхлорэтылену, калі іх аналізаваць па асобнасці. І яны гэта робяць лепш, чым сучасныя фатонныя сэнсары. Атрыманыя веды спецыялісты спрабуюць ужыць для стварэння штучных аптычных датчыкаў газу. Апроч таго, зіхатлівыя матылі натхнілі распрацоўшчыкаў на выраб бліскучых тканін, пераліўных фарбаў і дэкаратыўнай касметыкі, звышадчувальных прылад.

Матылькі супраць падробкі

Структура крылаў гэтых вусякоў натхніла на ідэі для змагання з кантрафактам. Цяпер для абароны розных формаў валюты, дакументаў, банкаўскіх і ідэнтыфікацыйных картак выкарыстоўваюцца нанаструктуры. Гэта шматпластовы матэрыял, што стварае мікраскапічныя масівы двух асобных структурных колераў. Яны накладаюцца адзін на аднаго, і ўзнікае бачнасць трэцяга колеру. Дакладна гэтак жа тэлевізар вырабляе поўны колеравы спектр, складаючы разам тры колеры з рознай інтэнсіўнасцю.

Паштовая марка 1971 года (Бельгія) з вачамі матылька.

Адменны ж дызайн крыла матылёў дазваляе надаваць анамальныя палярызацыйныя ўласцівасці аднаму з асобных колераў. То-бок адлюстраванне аднаго колеру палярызавана, а іншага — не. З дапамогай гэтага эфекту можна значна зменшыць рызыку падробкі валюты, а таксама каштоўных дакументаў і прадметаў.

Крылы-астуджальнікі

Дзякуючы складанай тэрмадынамічнай структуры свайго цела матылькі могуць навучыць нас ствараць больш эфектыўныя ахаладжальныя матэрыялы.

Каманда даследчыкаў з Калумбійскага, Гарвардскага і іншых універсітэтаў ЗША выявіла, што ў крылах бабачкі ёсць адмысловыя нанаструктуры, што даюць ёй магчымасць абараніць «жывыя» часткі крылаў ад перагрэву ці пераастуджэння.

Атрыманыя веды могуць паслужыць грунтам для стварэння астуджальнага палімеру, які будзе выкарыстоўвацца для астуджэння паверхняў будынкаў, а таксама для павышэння тэрматрываласці самалётаў.

Зонд, што ратуе жыцці

Паштовая марка 1989 года (Джэрсі) з выявай матыля, што смокча нектар з кветкі.

Даследчыкі з ЗША распрацавалі гнуткі зонд для адбору малюсенькіх аб’ёмаў вадкіх проб, узяўшы ў якасці інжынернай ідэі будынак хабатка матылькоў. Прадстаўнікі групы Кастуся Корнева з Універсітэта Клемсана назіралі, як гэты орган вусяка здольны ўцягваць розныя віды вадкасцяў незалежна ад іх шчыльнасці, і распрацавалі малюсенькія зонды, што адпампоўваюць вадкасць з асобных клетак для правядзення шырокага спектра медыцынскіх тэстаў і метадаў лячэння, напрыклад, геннай тэрапіі. Тэхналогія таксама можа быць скарыстана для медыцыніскіх прылад, нанабіярэактараў, з якіх вырабляюць складаныя матэрыялы.

Энергія святла і цяпла

Фотагальваніка, якая ператворыць сонечнае святло ў электрычнасць, даўно ўяўляецца як адно з самых доўгачаканых рашэнняў для задавальнення нашых энергетычных патрэб. На жаль, сучасныя прылады адлюстроўваюць вялікую частку сонечнай энергіі ў выглядзе цяпла, таму цяпер такая энергія не так танная, як іншыя яе выгляды. Але нядаўна даследчыкі з Нідэрландаў распрацавалі антыблікавае пакрыццё на грунце нанаструктуры «вачэй матылька», якое можа зменшыць адлюстраванне ад фотаэлектрычных элементаў і тым самым зрабіць іх больш эфектыўнымі. Такія нанаструктуры могуць быць скарыстаны для стварэння шыбы з нізкім каэфіцыентам адлюстравання, сонечных элементаў, прылад адлюстравання і ў ваенных стэлс-тэхналогіях.

Паштовая марка 1974 гады (Югаславія) з капусным матылём.

А група экспертаў з ЗША даказала, што, імітуючы V-падобную позу, якую скарыстае капусны матыль для разагравання сваіх лётных цягліц перад узлётам, колькасць энергіі, што вырабляецца сонечнымі панэлямі, можа павялічыцца амаль на 50 %. Навукоўцы выявілі, што аптымальны кут, пад якім матыль павінен трымаць свае крылы для павышэння тэмпературы цела, складае каля 17 градусаў, а гэта павялічвае тэмпературу на 7,3 °С у параўнанні з тым, калі крылы знаходзяцца ў гарызантальным становішчы. Апроч таго, даследчыкі давялі: капіруючы аднапластовыя лускаватыя элементы, што ёсць у крылах матылёў, вытворцы сонечнай энергіі могуць значна палепшыць суадносіны магутнасці да вагі будучых сонечных канцэнтратараў, зрабіўшы іх значна лягчэй і больш эфектыўнай. Такім чынам, капусны матыль — гэта не проста шкоднік, а вусяк, які ведае толк у зборы сонечнай энергіі.

Крылы матыля блакітнага морфа прыцягнулі даследчыкаў, дзякуючы сваёй здольнасці самаачышчацца за кошт адменнай мікраструктуры крыла. Бруд і пыл, а таксама вада проста «скатваюцца» з паверхні крылаў.

Уладзімір КАЧАН

Друкуецца ў часопісе «Родная прырода»

Выбар рэдакцыі