غرائب.. فراشات ترتدي "طاقية الإخفاء"

فهم الخصائص المضادة للانعكاس في أجنحة الفراشات الزجاجية يمكن أن تساعد في أبحاث تحويل الضوء إلى الألواح الشمسية.

غرائب.. فراشات ترتدي "طاقية الإخفاء"

فهم الخصائص المضادة للانعكاس في أجنحة الفراشات الزجاجية يمكن أن تساعد في أبحاث تحويل الضوء إلى الألواح الشمسية.

12 July 2021

في خيمة صغيرة وسط الغابات المطيرة في بنما، قام "آرون بوميرانتز" بتجميع مختبر ميداني مؤقت، مليء بالمجاهر والكواشف الكيميائية ومعدات المختبرات الدقيقة. في بعض الأحيان، كان الجو حارًا جدًا لدرجة أن "بومرانتز"، عالم الأحياء التكاملي في جامعة كاليفورنيا، كافح للحفاظ لمنع سقوط عرقه على عيناته الدقيقة من قشريات الأجنحة. كان يبحث عن شيء يكاد يكون غير مرئي، إنها الفراشات الشفافة المعروفة باسم "الأجنحة الزجاجية".

في الغابة المطيرة تشبه الفراشات النادرة الأشباح، ومع ذلك كانت المهمة أصعب من مجرد العثور على الفراشات، وهي حل لغز قديم متجدد .. كيف أن أجنحتهم شفافة للغاية بهذا الشكل؟

إن فراشة الأجنحة الزجاجية (Greta oto)، هي كائن بحجم كرة البيسبول تعيش في أميركا الوسطى والجنوبية، و واحدة من مئات الأنواع من الفراشات ذات الأجنحة الشفافة. وتساعد هذه الأجنحة الشفافة النادرة الفراشات على البقاء وسط الحيوانات المفترسة. بالمقارنة هذه الأجنحة الزجاجية تجعل الفراشات قادرة على  الخفقان عبر الغابات دون أن يلاحظها أحد لأن أجنحتها لا تلمع في ضوء الشمس.

فراشة بصيغة المذكر.. والمؤنث

طلب " نيبام باتيل"، مدير المختبر البيولوجي البحري في وودز هول، من طلابه التقاط صور مجهرية لأجنحة عشرات الأنواع من الفراشات الشفافة. واكتشف الطلاب أن أجنحة الفراشات تتكون من طبقة رقيقة وغشائية من بوليمر طبيعي يسمى "الكيتين" وهي تشبه البلاط المتشابك. وعبر هذه الطبقة تمكنت الفراشات من التخلص من انعكاس ضوء الشمس لتصبح غير مرئية أو بعبارة أخرى ارتدت "طاقية الاخفاء".

الأجنحة الزجاجية تسمح للضوء بالمرور بسهولة أكبر

ووجد الفريق البحثي أن الأجنحة الزجاجية تسمح للضوء بالمرور عبر الأجنحة بسهولة أكبر. واكتشف "بومرانتز" أن تلالًا صغيرة بين الشعيرات ُتعرف باسم الشعيرات النانوية مغلفة بطبقة من الشمع موجودة في أجنحة الفراشات وهي التي تسمح بتقليل توهج الضوء الذي يحدث عندما يصطدم الضوء بسطح ما.

الفراشات صاحبة أطول هجرة في عالم الحشرات

وقال الباحثون إن الدعامات النانوية "تقصف" سطح الأجنحة وتتسبب في ارتداد الضوء من زوايا متعددة، مما يؤدي إلى انتشار الانعكاس. ونظرًا لأنها صغيرة جدًا، فإنها تتصرف نوعًا ما مثل مطبات السرعة الصغيرة.

إضافة إلى ذلك، يعمل الغلاف الشمعي على إبطاء الضوء الذي يمر عبر الأجنحة لأنه أكثر كثافة من الهواء. هذا الانخفاض في السرعة يخفف من تأثير الضوء الذي يضرب المقاييس، مما يقلل من الوهج. ويقول "بوميرانتز": "إن تجريد الأجنحة الزجاجية من طلاءها الشمعي وأعمدة نانوية نتج عنها أجنحة لامع".

على الرغم من أن العديد من الأنواع الشفافة، قد طورت هذه المطبات الميكروسكوبية للسرعة فإن طلاء الشمع يعد اكتشافًا جديدًا ومربكًا إلى حد ما، كما تقول "سونكي جونسن"، عالمة الأحياء في جامعة ديوك. وذلك لأن غطاء الكيتين للفراشات قوي وإضافة طبقة الشمع يضعفها.

إن فهم هذه الخصائص المضادة للانعكاس يمكن أن يساعد الباحثين يومًا ما على تحويل الضوء بكفاءة إلى الألواح الشمسية وإنشاء عدسات أرخص مضادة للوهج للكاميرات أو النظارات. ولكن في الوقت الحالي، يريد "بوميرانتز" و"باتيل" التركيز على كيفية تطور الأجنحة الزجاجية من أسلاف غير شفافة، باستخدام علم الجينوم لتحديد الجينات الرئيسية.

المصدر: Science

استكشاف

الباطون... كيف يساهم في انبعاثات غازات الدفيئة؟

الباطون... كيف يساهم في انبعاثات غازات الدفيئة؟

يحتوي الأسمنت،على الكلنكر كمكوّن رئيسي يتم إنتاجه عن طريق تسخين الحجر الجيري والطين في الفرن. وتطلق عملية التسخين هذه انبعاثات ثاني أوكسيد الكربون.

توقعات إنتاج الطاقة الأحفورية غير متناسبة مع أهداف المناخ

استكشاف ما وراء الصورة

توقعات إنتاج الطاقة الأحفورية غير متناسبة مع أهداف المناخ

حذر التقرير الأخير للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ من خطر الوصول إلى عتبة 1,5 درجة مئوية بحلول عام 2030 أي قبل عشر سنوات مما كان متوقعًا.

كيف تؤثر المواد البلاستيكية الدقيقة المحمولة جوًا على تغير المناخ؟

استكشاف الكوكب الممكن

المواد البلاستيكية الدقيقة المحمولة جوًا تؤثر على تغير المناخ

انخفاض كثافة البلاستيك يحوله إلى شظايا يُمكن أن تلتقطها الرياح وتهب في جميع أنحاء العالم.