象鼻虫是鞘翅目中种类最多的一种,也是昆虫中种类最多的一群——全世界已知种类达六万多种。
其中有一种名叫钻石象鼻虫,它的翅膀像“镶嵌”着珠宝一样,会闪闪发光。其实那是它的鳞片,位于昆虫外壳的微小凹坑中。它们翅膀上的每一个凹面都充满了数以百计的水滴形鳞片。每个鳞片约100微米长、50微米宽和5微米厚。它们是一种光子晶体,与蛋白石非常相似。每一种光子晶体反射特定方向的特定波长的光,所以看上去它呈现出多种色彩,绚丽夺目。
自从19世纪初首次发现钻石象鼻虫以来,科学家对这种亮晶晶的昆虫就非常着迷。他们对钻石象鼻虫晶体的分析显示,这些具有类似真实钻石的精确几何结构的鳞片,是由一种叫作“甲壳质”的东西以中空、网状等复杂结构形成。
甲壳质是一种在动物界随处可见的生物聚合物,从昆虫到螃蟹,甚至蘑菇也有。这些鳞片非常小,但甲壳质使它们变得非常强硬。荷兰格罗宁根大学研究员博多·威尔特斯使用电子扫描显微镜和散射仪分析钻石象鼻虫的钻石鳞片,从鳞片反射的微小光束分析其晶体结构,发现其循环的晶体结构,主要呈条纹状或单向皱纹状。威尔特斯说:“目前发现的钻石象鼻虫外壳上的晶体大小已是之前研究发现的5~10倍,人类无法设计出这种复杂结构。这是一种像钻石一样的立方晶格,拥有像钻石一样的对称性,却是由碳原子构成。那是超越我所知道的科学材料的一种奇特物质。”
研究人员尝试进行微型模型建造,复制这一结构,却发现这种复杂的微型“钻石晶体”远超出人类的研究范围。目前仍不清楚为什么钻石象鼻虫会进化形成这种奇妙的鳞片。但科学家们认为,了解这些鳞片的结构,有助于分析蝴蝶和鸟类身体上的光子成分,还可以用来研发新型油漆、电子屏幕甚至是更好的太阳能电池。 (秋荷)