据国外媒体报道，钻石象鼻虫（diamond weevil）的乌黑的翅膀上覆盖着波光粼粼、彩虹色的鳞片，就像披着一件镶满宝石的大衣。自从19世纪初发现象鼻虫以来，研究人员就一直在研究象鼻虫身上的这些“钻石”，但一直没有人知道象鼻虫身上的鳞片为什么会反射如此多彩的光。
直到最近，一项新的技术终于发现了象鼻虫身上五彩“珠宝”的秘密：甲壳素晶体以钻石型排列，反射阳光中的绿色、黄色和橙色。大多数人认为钻石是由碳组成的，但其它材料也可以构成相同的晶体结构，称为“钻石立方（diamond cubic）。” 荷兰格罗宁根大学（University of Groningen）的生物物理学家博多·威尔茨（Bodo Wilts）说：“材料科学家看到这些鳞片，激发了研发新材料的欲望。现在我们已经有了一些新发现，这些自然产生的微小结构远远超出人类的设计。”
研究表明，此鳞片是一种光子晶体（photonic crystal），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。同时，非光子晶体反射类似方向的多种波长的光，但不发出彩色的光。威尔茨的团队利用先进器材研究密布于象鼻虫身上的光子晶体。
在光学显微镜下，钻石象鼻虫翅膀上的每一个凹面充满了数以百计的水滴形鳞片。鳞片由甲壳素组成，甲壳素是一种在动物王国随处可见的生物聚合物，从昆虫到螃蟹，甚至蘑菇。威尔茨说：“这些鳞片很小，但甲壳素使得它们非常强硬。”
进一步放大显示，每个鳞片划分成色彩斑斓的部分。威尔茨说：“由于光线角度的变化，所以鳞片的颜色随之变化。” 每个鳞片约100微米长，50微米宽和5微米厚。
扫描电子显微镜（scanning electron microscope ）显示循环的晶体结构，主要是条纹或单向皱纹。几十年来，研究人员在显微镜下观察钻石象鼻虫，他们怀疑条纹本身不是组成晶体结构的材料，而是使象鼻虫显示彩虹颜色的物质。威尔茨说：“之前科学家肯定没有合适的工具，他们没有电子显微镜或先进的光学技术。”
对于高度有规律性和循环的光子晶体，它们闪耀着细小而强烈的光，显示超晶格结构的迹象。一个玻璃吸管（左边的黑条）在中心支撑着钻石象鼻虫的一个鳞片。当一个非常集中的50微米宽的白色光点击中这个鳞片时，它将光的颜色喷洒到相机传感器上。斑片状的颜色就可以进行分析，以揭示晶体的最基本的单元（右边的红色形状）。在这种情况下，甲壳素晶体以六边形和正方形规则排列（右边灰色的3-D图形）。
根据以上的分析，物理学家可以确定晶体的结构。根据不同的角度，一只钻石象鼻虫的微小的鳞片可以从正方形晶体部分反射蓝绿色的光，从六边形部分反射橙黄色的光。现在知道了它们的结构，该技术可用于分析蝴蝶和鸟类的光子材质，威尔茨表示，材料科学家可以研发新型油漆、电子屏幕，甚至更好的太阳能电池。
但是，合成光子晶体制造技术的开发还有一段很长的路要走，威尔茨的团队将象鼻虫的光子晶体作为研究重点。他说：‘我们很想知道象鼻虫身上五彩“珠宝”的生物学功能是什么，最好的解释是，它作为传递信息之用，以及吸引配偶。’
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本帖最后由 伊邪廷 于 2011-12-24 11:47 编辑 ]
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