蝴蝶翅膀

事实证明，蝴蝶在红外世界和在可见光光谱中一样引人注目。最近，哥伦比亚工程大学和哈佛大学的研究人员在《自然》杂志上发表了一项研究，研究了蝴蝶翅膀的热力学特性，以及辐射冷却在保持这些精细结构颤振中的重要性。哥伦比亚大学应用物理学副教授Nanfang Yu特别说明了热成像仪在这项研究中扮演了重要角色。传统测量误差大过去对蝴蝶翅膀的研究由于使用热电偶等设备来测量温度而受到限制。即使是最小的探针也比蝴蝶翅膀的厚度大，而且测量的行为会影响局部温度。由于测量是逐点进行的，因此可能会出现额外的误差。现在有了热成像仪，“你可以测量和绘制整个温度分布图，”Yu说。他的团队已经能够观察和测量翅膀静脉、膜和其他结构（如气味垫）之间的温度差异。他们发现，含有活细胞（翅脉）的蝴蝶翅膀区域比没有生命的翅膀区域（薄膜）有更高的热发射率。活体翅膀结构（翅膀静脉、气味垫/补丁）具有较高的发射率，以便于通过热辐射散热无创红外测量也有挑战“这是最无创的温度测量方法” Yu解释说。在这项研究中，研究小组鉴定了蝴蝶翅膀中复杂的生物结构，这些结构可以熟练地帮助调节温度。Yu说，通过FLIR SC660，几乎就像x光一样，你可以看到——蝴蝶的骨架，翅膀纹理、薄膜̷...在热环境下，蝴蝶翅膀的明亮颜色和图案都消失了，取而代之的是你看到的是翅膀本身的底层结构。红外世界中的蝴蝶“这种热成像技术使我们能够检测物理适应，从而将翅膀的可见外观与其热力学特性分离开来。”Yu在《哥伦比亚工程》杂志上的一篇文章中说。“我们发现，不同尺度的纳米结构和不均匀的角质层厚度会通过热辐射产生不均匀的散热分布，从而有选择地降低活体结构的温度，如翅膀静脉和气味垫。利用热成像技术测量蝴蝶翅膀的温度并非没有障碍。“这里的挑战是，在测量蝴蝶翅膀时，热成像仪给你一个温度读数，但你却不能完全相信这个温度读数，”Yu说。“蝴蝶翅膀在红外世界中是半透明的，所以当你用热成像仪观察蝴蝶翅膀时，你不仅仅是在接收翅膀本身的热辐射，你还接收到了翅膀后面背景产生的热辐射。”类似的现象也可以用一层薄薄的塑料薄膜观察到，比如塑料购物袋，它就像蝴蝶翅膀一样，在可见光光谱中是不透明的，但在红外光谱中是透明的。很薄的材料，如塑料袋或蝴蝶翅膀，在红外光谱中可能是透明的。为了得到蝴蝶翅膀的真实温度读数，Yu的团队必须量化翅膀的发射率和反射率，并从测量中去除这些背景温度源。FLIR红外热成像仪的应用除了绘制蝴蝶翅膀的热分布图之外，研究人员还在热状态下进行了行为学研究。他们使用一束微弱的光作为热源，证明了蝴蝶利用翅膀来感知阳光的方向和强度。在大约40°C的“触发”温度下，他们研究的所有物种都在几秒钟内转过身，以避开光线并防止翅膀过热。蝴蝶翅膀具有机械传感器，可检测光的方向和强度。在这里，蝴蝶迅速移动以防止其翅膀过热Yu使用热像仪研究昆虫。“2013年我加入哥伦比亚大学时，FLIR热像仪是我在建立实验室时购买的设备，” Yu说。在与纳米生物学同事的早期合作中，Yu研究了撒哈拉银蚁，它们生活在地球上最热的陆地环境中，在白天的高温下觅食。 这项研究在2015年发表在《科学》中，报道中说研究人员还使用了FLIR热成像仪监控蚂蚁的体温。 蝴蝶翅膀研究的延伸他的研究继续探索小昆虫如何保持凉爽的问题。蝴蝶翅膀上覆盖着探测过热的机械传感器，它们的翅膀鳞片含有纳米结构，有助于辐射冷却。除了这些发现的生物学意义外，Yu认为这些发现还可以为耐热纳米结构和热感飞机的设计提供灵感。热成像有助于揭示这种山核桃色的蝴蝶是如何防止过热的。翅膀纹理之间的薄膜实际上比翅膀的其他部分更热，但看起来更冷，因为它是半透明的，背景比较冷Yu和他的同事Naomi E. Pierce（生物学教授）计划继续他们对蝴蝶翅膀的研究。Pierce是哈佛比较动物学博物馆鳞翅目动物的馆长，可以接触到大量蝴蝶和飞蛾。他们目前正在使用FLIR热成像仪对馆藏进行广泛的扫描，以希望了解有助于蝴蝶翅膀设计的因素。

人类之所以能够和自然万物和平共处，科技的力量发挥了很大的作用！今天小菲就与大家分享一些使用FLIR热成像技术与动物和睦相处的实例！散热的蝴蝶色彩斑斓的蝴蝶是一种迷人的生物，最近一项用FLIR红外热像仪，研究揭示了关于它们的翅膀、温度和飞行能力的有趣的发现。这项由哥伦比亚工程大学和哈佛大学共同进行的研究发表在《自然》杂志上，它强调了温度调节对鳞翅目昆虫的重要性，以及身体和行为适应如何帮助它们防止翅膀过热。利用FLIR SC660红外热像仪，包括哥伦比亚大学应用物理学副教授Nanfang Yu在内的研究团队，研究了蝴蝶翅膀中复杂生物结构的热力学特性，以及对热触发的行为反应。此外，该技术还可以用于无创性研究，测量翅膀静脉、膜和气味垫之间的温差。至于这项研究的目的， Yu说，“我们想找出小型动物是如何在极端高温下生存的。”他还说，热成像蝴蝶的研究也可以为其他应用提供灵感，如耐热纳米结构和热感飞机的设计。寒冬中拯救蜜蜂寒冷的冬天，对养蜂人来说保护蜜蜂们顺利活下来是巨大的挑战！但对于养蜂大师Rusty Burlew来说就比较容易，有了FLIR ONE手机红外热像仪，就可以轻松确定蜂巢内蜜蜂群的位置，它们在热感图像上作为一个热点出现。确定位置非常重要，比如蜂巢顶部的蜂群表明蜜蜂已经成功地吃掉了它们储存的蜂蜜，需要快速补食。在使用FLIR ONE手机红外热像仪的一年里，Burlew说她挽救了两个蜂箱。“我只是给它们喂糖水，让它们吃到春天，这样就可以把它们都救活了。”说到春天，FLIR热像仪在一年中的任何时候检查蜂群都很方便。Burlew补充说，“假设你想添加一种螨虫治疗方法，而说明书告诉你需要把它放在集群的上面或里面。集群在哪里?用FLIR ONE手机红外热像仪拍照即可。”所以，正如你所看到的，FLIR在帮助养蜂人保护蜜蜂健康成长方面发挥了重要作用。被蛇咬后的疼痛反应众所周知，蛇的毒液能够诱发局部炎症和疼痛反应，临床医师在治疗被毒蛇伤害的患者时面临的挑战之一就是缺乏合适的临床工具来精确评估不同毒液引起的局部反应，以便为选择治疗方案提供精确的标准，特别是最有效的抗蛇毒药物。幸好红外成像作为一种临床工具有很大的潜力，因为它是一种无生物副作用的无创技术，不需要镇静或麻醉，并且可以根据需要重复进行测试。在一次临床医学的研究过程中，使用的设备是FLIR T650SC，研究人员利用FLIR T650SC中嵌入的利用的多边形绘图工具，参考解剖学划分出受影响区域，目的是将受影响区域的定量数据与正常或对照区域的定量数据进行比较。利用这些数据，研究人员可以定量地评估毒液影响区域和周围身体区域或身体对侧区域之间的温度不对称性（Δt值）。无论动物或是植物都能在红外世界中捕捉到想要发现它们的另一面拿起手中的红外热像仪寻找其中的奥秘吧~

p　　蝴蝶到底有没有颜色?随着安徽高考作文题出炉，这一话题迅速成为各界议论的焦点。当大家都在分析如何立意时，昨天下午，网上陆续出现了来自“科学界”的不同声音，“理工男”们通过分析，指出这一命题“不够严谨”。/ppstrong　　作文题目回顾：/strong/pp　　为了丰富中小学生的课余生活，让同学们领略科技的魅力，过一把尖端科技的瘾，中科院某研究所推出了公众开放日系列科普活动。活动期间，科研人员特地设计了一个有趣的实验，让同学们亲手操作a href="http://www.instrument.com.cn/zc/53.html" target="_self" title=""扫描式电子显微镜/a，观察蝴蝶的翅膀。/pp　　通过这台可以看清纳米尺度物体三维结构的显微镜，同学们惊奇地发现：原本色彩斑斓的蝴蝶翅膀竟然失去了色彩，显现出奇妙的凹凸不平的结构。/pp　　原来，蝴蝶的翅膀本是无色的，只是因为具有特殊的微观结构，才会在光线的照射下呈现出缤纷的色彩& #823& #823/pp　strong　“科普文”率先发声引起争论/strong/pp　　昨天下午，微信朋友圈里一篇“科普文”被疯狂转发，网友看完纷纷表示“高考作文命题不科学啊”。/pp　　“显微镜下蝴蝶没有颜色吗?”文章作者首先对“何为颜色”进行了科普。在其看来，黑色的光谱不在可见光范围内，即为没有颜色。/pp　　而作文材料中，老师让学生做实验，在显微镜下看到蝴蝶“失去了色彩”。这位作者认为，材料中所说的“没有颜色”，其实是一团漆黑，并分析了可能造成这种情况的几种可能，同时一一指出了各种“不靠谱”。/pp　　不过，也有网友留言，认为这位作者的分析并不靠谱，“ 没有颜色不应该是透明的么，怎么是黑色呢?这也不科学。”/pp　strong　瑕疵1：电子显微镜下看不到物体颜色/strong/pp　　除了这篇文章，网上陆续还有不少专家发声。昨晚，新安晚报、安徽网记者联系上了其中一位——蝴蝶研究专家、滁州学院生物与食品工程学院教授诸立新。/pp　　“是的，我已经关注到了。”听了记者的问题，诸立新笑了笑，他说试题材料中“有两个问题”。/pp　　“材料中说，学生们做实验使用的是扫描式电子显微镜。不仅是蝴蝶，任何物体在电子显微镜下都是没有颜色的。”诸立新说，材料中可能并没有弄清楚电子显微镜的成像原理，电子显微镜并不是靠可见光，而是电子束成像，通过扫描产生物体的表现结构，转换成人能看到的图形，并不存在颜色问题。/pp　　而任何物体在电子显微镜下都是没有颜色的，“ 包括蝴蝶在内。”诸立新说，而如果用光学显微镜，那么在可见光下，和肉眼一样，能看见蝴蝶翅膀的颜色。/pp　　strong瑕疵2：只描述了物理色而忽视化学色/strong/pp　　对于研究的“老本行”，诸立新教授认为材料中还有一处不够严谨。/pp　　“蝴蝶翅膀的颜色，其实是由化学色和物理色两部分构成。”诸立新说，化学色来自蝴蝶翅膀上鳞片的颜色。假如用显微镜看蝴蝶的翅膀，可以发现成千上万的鳞片，系统地密排在翅膜上，使整个翅膀依种类而呈现一定的色彩，我们称其为化学色或色素色，比如黑色、黄色等深色都是化学色。/pp　　另一种则是物理色。这是因为翅膀细微的结构使光线产生反射、折射，表现出来有金属感、闪光的颜色，也称之为结构色。/pp　　“材料中所表述的，其实是蝴蝶翅膀颜色的物理性，并不全面。”诸立新认为，无论肉眼还是光学显微镜，在可见光下，都能看到蝴蝶翅膀的物理色与化学色，而作文材料中仅片面地描述其物理性，可能会对大众产生一定程度上的“误导”。“目前大多数种类的蝴蝶都有物理色与化学色。”/pp　　显微镜下蝴蝶到底有没有颜色?对此，您有何高见？/pp　　请点击论坛帖子参与讨论：span style="color: #0000ff"strongspan style="text-decoration:underline "a href="http://bbs.instrument.com.cn/boardlist/bbs/topic?threadid=5828544"论坛帖子命中2015高考作文题——蝴蝶翅膀颜色/a/span/strong/span/p