人們常用“薄如蟬翼”形容極薄的透明之物,如“蟬紗”。陸龜蒙說蟬“雙翎薄更無”。蟬翼薄而透明像不存在一樣,這是因為蟬的翅膀具有減反射性、高透光性。
蟬翼翅脈之間的翅膜看起來十分光滑,但通過原子力顯微鏡掃描,可以清楚地觀察到翅膜表面的三維結構有許多排列規(guī)律而且密集的柱狀突起,這是一種特殊的納米結構。這種納米結構,在蟬的飛行過程中能夠提高機械強度和空氣動力學效率,它也是蟬翼減反射性、高透光性的來源。
華南理工大學研究發(fā)現(xiàn)蟬翼具有多功能生物特性,除了減反射性之外,還有自清潔和殺菌功能。蟬翼表面特殊的微觀結構使固/液界面形成了一層穩(wěn)定的空氣膜,使水滴不能浸潤而造成了超疏水性,確保蟬翼具有自清潔性。這樣的特性有益于蟬飛行時的受力平衡和飛行安全,并為雨中飛行提供了可能。
日本關西大學的研究小組發(fā)現(xiàn),蟬的透明翅膀表面的納米柱狀結構對所吸附的細菌細胞壁可以產(chǎn)生大而持續(xù)的機械拉伸力,細胞壁被拉伸到極限就破了,細菌也就死了。這種殺菌過程完全是一種物理效應,不涉及任何化學反應,真是神奇!研究人員根據(jù)蟬翼的結構仿制了一張表面有很多細小凸起的薄膜,然后將大腸桿菌轉移到薄膜上,經(jīng)過10~20分鐘,細菌就因細胞壁損壞而一命嗚呼。
(摘自《百科知識》)