向萤火虫学做灯罩

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  “囊萤夜读”真的能看清书吗
  《晋书·卷八十三·车胤传》。说的是晋朝人车胤勤奋苦读,家境贫寒,不能经常得到香油点灯读书。夏天的夜晚,便捉几十只萤火虫,放入绢袋中,借着萤火虫的亮光看书。
  车胤生于公元333年,距今1670余年。关于他的祖籍,有种说法是在湖北省公安县,现在公安县斗湖堤镇曾埠头乡还留有“囊萤台”遗址,附近有所高中也叫“车胤高中”。
  “用萤火虫当灯,真的能看清书吗?”为给这个1600多年前流传至今的故事寻找答案,武汉的一位记者专门请我国萤火虫研究专家、华中农业大学副教授付新华,进行了一次有趣的科普实验——
  在一个150毫升的玻璃瓶内,分别放下25、50及100只条背萤,将一张打印有12号宋体文字的A4打印纸放在距离玻璃瓶3厘米处,借助萤火虫发出的光辨认文字。
  实验的结论是,“车胤囊萤”故事是真实可信的,但囊萤夜读的效果并不理想。因为萤火虫发光极不稳定,一闪一闪的,不像电灯泡,人的瞳孔需要不断地调节以适应这种忽明忽暗的光,眼睛很容易感到疲惫。
  萤火虫吃什么?
  萤火虫幼虫分为水生和陆生,幼虫一般需要6次蜕变后才进入蛹阶段。它是食肉类生物,幼虫阶段主要吃蜗牛、田螺和贝类;成虫后吃露水、花粉和蜗牛肉。
  别看萤火虫的幼虫个儿很小,可胆量很大,敢与蜗牛较量,直至把蜗牛吃掉。这都是因为它有一套独门“武功”。当幼虫找到蜗牛以后,先用它那针头一样的嘴巴在蜗牛身上扎几下。干什么?原来在给蜗牛打“麻醉针”———喷出一种毒素,把蜗牛麻翻。接着,它又会给蜗牛注射一种消化液———酶,直到把蜗牛肉化成稀稀的鲜美肉汁。这时它便唤来同伴们,围在蜗牛四周,一齐把针管般的嘴巴插进蜗牛的肉内,吸起肉汁来。幼虫变为成虫后,它们就不再猎食,仅仅是喝点露水或采些花蜜,直到最后活活饿死。
  马来西亚神奇的世界萤火虫保护基地
  雪兰莪马来西亚十三州中的一个州,位于马来西亚西海岸中部,州内有许多的旅游胜地,如著名的黑风洞等。可能大多数人并不知道雪兰莪,是世界为数不多的萤火虫保护地之一。
  黑夜里,在雪兰莪河畔的茂密树林中,成群结对的萤火虫一闪一闪的发出的光亮,如璀璨的灯火,这般景观,堪称世界奇观之一。
  夏天的夜晚,在空气清新湿润的花园里,常常能见到萤火虫飞舞。萤火虫的个头很小,发出的光却能穿透黑暗。是什么使它们具备如此之高的发光效率?
  最近,比利时博士安尼克接受了一项研究任务——设计一款亮度增加一倍,耗电量却保持不变的发光二极管(俗称LED灯)。一开始,她绞尽脑汁试验各种填充在灯泡里的发光材料,还试图改善电路,但效果都不理想。
  她决定先把这个工作放一放,去南美洲进行野外考察,顺便放松一下身心。在那里,夜晚的点点流萤吸引了她的目光。她捉了许多当地的“女巫萤火虫”,决心弄清楚它们为什么能这么亮。
  在显微镜下,萤火虫的发光器官被包裹在一层角质层中,就像灯丝被包裹在玻璃灯罩里。按理说,多了一层角质层,光线应该变暗,但是安尼克发现,如果去除角质层,它的光反而减弱了。这是怎么回事?看来,奥秘就在角质层的“灯罩”中!
  进一步的观察研究表明,萤火虫角质层上有一种非常微小的、小到纳米级别的锯齿形骨架,这个骨架也很像一层一层的台阶。当发光器官发出的光照到骨架上时,它会像千万面小镜子,把散射的光线往同一个方向反射。于是,光线被最大程度地利用了,一点也没有浪费。
  随后,研究人员分别用电脑模型和实物模型证实了这个结果。
  安尼克立刻返回比利时,开始改造LED灯的灯罩。她制作出了模仿萤火虫尾部角质层天然结构的LED覆盖层。这种覆盖层最高可提高55%的LED光使用效率,并且很容易实现大规模生产,为人类节约更多能源。可能在一两年之内,我们就能在生活中用上这种仿造萤火虫的新式灯泡了。
  安尼克说,她和同事还将继续探索伟大的自然界的奥秘,寻找知识和灵感的新源泉。“女巫萤火虫”的发光效率非常高,不过她认为还有其他种类的萤火虫的发光效率会更高,也许深海中的发光鱼类也能给我们新的灵感。随着地球能源的告急,寻找节能光源的工作将一直进行下去。
  有趣的萤火虫
  有什么比夏夜里的萤火虫发出的光更为神奇呢?
  让我们来一起看看这群可爱的家伙吧——
  不会发光的萤火虫 全世界有2000余种萤火虫,大多于夏季在河边、池边以及农田出现,活动范围一般不会离开水源。尽管它们的名字都叫“萤火虫”,但只有一部分种类的萤火虫会发光,例如,美国西部的萤火虫就缺乏产生光的能力。
  发光是为了“求爱” 雄性萤火虫腹部有2节发光,雌性只有1节;发光是耗能活动,不会整晚发亮,一般只维持2~3小时,成虫寿命一般只有5天至2星期,这段时间主要为交尾繁殖下一代。雄性萤火虫利用它们发出的闪光引诱雌性萤火虫,每一种萤火虫都有自己的闪光模式。
  颜色不一样哦 常见的萤火虫发出的光色有黄色、绿色或橙色。
  特殊的正当防卫 萤火虫幼虫也可以发光,甚至一些生活在地下或水下的萤火虫幼虫往往也发光。它们利用光警告捕食者,它们是不好吃的;它们还分泌一些味道极差的防御性类固醇,以保护自己。
  世界上最高效率的光 萤火虫的光是世界上最高效率的光。由于化学反应所产生的能量几乎100%都是用来发光的,只有极少部分能量转为热能,所以当萤火虫停在我们的手上时,我们不会被萤火虫的光给烫到,因此萤火虫发出来的光被称为“冷光”。
  不要让萤火虫离开我们 由于环境破坏,萤火虫在现在的大城市里已经绝迹。导致萤火虫数量下降的其它因素包括光污染和栖息地的破坏,如果萤火虫生活的一个区域被破坏了,它们不会迁移到另一个区域,只会永远地消失。
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