Bí ẩn của các hạt nanoparticle hình tròn ở cánh côn trùng
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Penn State đã phát hiện ra rằng brochosomes có kích thước khoảng một nửa so với một vi khuẩn đơn lẻ và chứa đầy các lỗ nhỏ, với sự đồng nhất đáng ngạc nhiên giữa các loài leafhopper khác nhau sống ở các khu vực khác nhau trên thế giới.
“Điều này khiến chúng ta phải đặt câu hỏi,” theo lời của Tak-Sing Wong, tác giả chính của nghiên cứu. “Tại sao lại có sự nhất quán này? Bí mật của việc có brochosomes khoảng 600 nanomet với các lỗ khoảng 200 nanomet là gì? Liệu chúng có mục đích gì không?”
Leafhoppers tiết ra brochosomes và sau đó phủ toàn bộ cơ thể của chúng bằng chúng, điều này dường như mang lại một số lợi ích. Đầu tiên, các hạt này được tìm thấy có tính năng siêu thủy phobic, có thể bảo vệ côn trùng khỏi nước và nước tiểu dính của chính chúng. Chúng cũng có vẻ làm những điều kỳ lạ với ánh sáng, vì vậy để điều tra, nhóm nghiên cứu tại Penn State đã bắt tay vào việc tạo ra brochosomes trong phòng thí nghiệm và kiểm tra chúng.
Tạo ra các đối tượng nhỏ như vậy là một việc khó khăn, vì vậy nhóm đã tạo ra các mô hình quy mô lớn hơn của chúng - mặc dù “lớn hơn” tất nhiên là tương đối, vì chúng vẫn chỉ rộng 20.000 nanomet. Sau đó, họ chiếu ánh sáng hồng ngoại với các bước sóng khác nhau vào chúng và quan sát cách nó tương tác với brochosomes. Và quả nhiên, họ phát hiện ra rằng các hạt này cắt giảm gần như toàn bộ phản xạ ánh sáng, gợi ý rằng mục đích chính của chúng là để ngụy trang côn trùng khỏi kẻ săn mồi.
“Chúng tôi đã quản lý để tạo ra những brochosomes này bằng một phương pháp in 3D công nghệ cao trong phòng thí nghiệm. Chúng tôi phát hiện ra rằng những hạt do phòng thí nghiệm tạo ra có thể giảm phản xạ ánh sáng lên đến 94%. Đây là một phát hiện lớn bởi vì đây là lần đầu tiên chúng ta thấy tự nhiên làm điều gì đó như thế này, nơi nó kiểm soát ánh sáng một cách cụ thể như vậy bằng cách sử dụng các hạt rỗng,” Lin Wang, tác giả chính của nghiên cứu, chia sẻ.
Trong khi các mô hình quy mô của họ được kiểm tra với ánh sáng hồng ngoại, nhóm nghiên cứu cho biết brochosomes tự nhiên có kích thước phù hợp để làm điều tương tự với các bước sóng cực tím.
Phát hiện này không chỉ là một bước tiến trong việc hiểu biết về cách tự nhiên tạo ra các giải pháp tinh tế mà còn là một cơ hội để chúng ta áp dụng những giải pháp đó vào công nghệ hiện đại. Có thể một ngày nào đó, con người có thể phát triển một thiết bị tàng hình nhiệt dựa trên những mánh khóe được sử dụng bởi leafhoppers. Công trình nghiên cứu của chúng tôi cho thấy việc hiểu biết về tự nhiên có thể giúp chúng ta phát triển công nghệ hiện đại.