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螳螂虾视觉系统为光学设备发展带来灵感
  • 发布日期:2009-11-09      浏览次数:1005
    • 螳螂虾 本期Nature Photonics封面图片

      英国布里斯托尔大学的研究人员称,螳螂虾的视觉系统可能成为下一代DVD和CD播放器的仿生研究对象,为新设计带来启发。相关论文发表出版的《自然·光学》杂志上。

      据介绍,这种海生甲壳纲动物有着非同寻常的视力,具有现今人们已知动物中zui复杂的视觉系统。它能够分辨出12种颜色和多种形式的偏振光。相比之下,人类只能分辨出其中3种。

      研究人员称,螳螂虾眼睛中具有特殊的光感细胞,其作用类似于光学试验中的1/4波片(波片:指能使互相垂直的两光振动间产生附加光程差的光学器件,通常由具有厚度的石英、方解石或云母制成),当光波通过该细胞时就会发生偏振现象。这一功能使螳螂虾的眼睛能将线偏振光和圆偏振光相互转换。人造1/4波片在DVD和CD等播放器以及数码相机和摄像机中所起的作用也是如此。两者不同之处在于,这些人造设备只对一种波长的光敏感,而螳螂虾的眼睛则几乎支持从近紫外到红外之间的整个可见光光谱。

      负责该项研究的英国布里斯托尔大学尼古拉斯·罗伯茨博士说,该研究*次从1/4波片结构的角度对螳螂虾的眼睛进行了描述,并称这种自然结构的性能超越了人类至今所创造的一切光学结构。

      至于螳螂虾的眼睛为何对圆偏振光如此敏感,科学家们表示尚不清楚。据了解,偏振光视觉在动物中一般用于秘密沟通或收发性信号,以避免引起其它动物尤其是天敌的注意。在黑暗之中或者浑浊的水下,这种能力还有助于寻找和捕捉猎物。

      “zui让人兴奋的是它的结构竟然如此简单。”罗伯茨博士说,“这种由细胞膜构成的自然结构远非人类合成结构所能媲美。在未来,或许我们就能通过液体结晶和化学工程学方法模仿螳螂虾的眼睛,制造出更强大易用的光学设备。”

      在光学结构设计制造中,螳螂虾并不是*个仿生对象。就在不久前,有科学家受到龙虾复眼结构的启发,为天文望远镜设计了一种新型X射线探测器

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