向昆虫学习 新型仿生纳米微球
材料牛注：宾夕法尼亚州立大学的一个研究小组从一种叫叶蝉的昆虫身上获得灵感，合成了一种新的材料，其可以在各种频率下吸收来自所有不同方向的光，是抗反射涂层的理想选择。让我们一起来看看这是一种什么材料吧！
叶蝉排出一种名为刺体的颗粒，并将它们抹在翅膀上，以躲避环境中的潜在捕食者。这种颗粒是超疏水的，使叶蝉的翅膀在潮湿的环境中也能保持干燥。
但是，研究人员最近发现，刺体还能使叶蝉以及它们的卵与它们的主要天敌的可见背景融合在一起。
机械工程学副教授、工程学Wormely家族早期职业教授Tak-Sing Wong在一份声明中说：“我们以前只知道我们的合成微粒可能因为它们的结构而具有光学感。但是直到我的前博士后，同时也是该研究的第一作者——Shikuan Yang在一个小组会议上提出之后，我们才知道叶蝉的这种天然非粘性涂层结构和我们的合成微粒非常相似。”
他说：“这让我们想知道叶蝉在自然界中是如何使用这些颗粒的。”
但是，关于叶蝉刺体的信息非常少，合成微球中坑洞的尺寸接近于光的波长，并且可以捕获高达99％的光，范围从紫外到可见光以及近红外。
Wong说：“问题在于，在这个领域里，这些叶蝉产生的刺体数量很少，而且很难收集。 但是，我们已经在实验室中生产了大量的这些结构，足以放进一台机器来观察它们的光学特性。”
研究人员通过模拟昆虫的视觉，发现刺体很有可能作为伪装涂层对付叶蝉的捕食者。
这种合成微球是使用电化学沉积的复杂五步法进行制备的。
该过程可用许多不同的材料来扩大生产规模，包括金，银，氧化锰或导电聚合物。
Wong说：“不同的材料有不同的应用。例如，氧化锰是超级电容器和电池中经常使用的材料。”
“由于这种颗粒具有大的表面积，可以用它制造出优良的电池电极，并且具有更高的化学反应速率。”
这种材料还可以应用于传感器和照相机，因为其通过捕获不需要的光线反射可以增加信噪比。同时它也可以用于望远镜和太阳能电池。
Wong说：“这篇论文说起来其实更是一个基础性的研究。未来，我们可能会尝试将结构延伸到更长的波长。”
“如果我们把这个结构做得更大一点，它能吸收更长的电磁波，比如中红外线，并在传感和能量采集方面开拓更多的应用领域吗？”他补充说道。
原文链接：Anti-Reflective Coating Inspired by Insect “Cloaking Device”
本文由材料人编辑部黄亚编译，点我加入材料人编辑部。
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求这篇报告的原始文献。