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螢火蟲為發(fā)光二極管設(shè)計提供靈感

近日，刊登在美國《國家科學(xué)院院刊》上的一項研究宣稱，科研人員復(fù)制了螢火蟲發(fā)光器官的結(jié)構(gòu)，設(shè)計出新型的被稱為發(fā)光二極管（LED）的小型燈具，從而增加了其光傳播能力。

　　昆蟲表皮的納米材料能幫助它們有效地控制光偏振、構(gòu)造色彩以及光學(xué)指數(shù)，并且這些材料主要用于管理射入光。此外，諸如螢火蟲“燈籠”之類的生物性發(fā)光器官，在同異性交流時，會發(fā)出強(qiáng)光信號。

　　韓國科學(xué)技術(shù)院生物與腦工程學(xué)部的Jae-Jun Kim及其同事注意到有效的光傳播在螢火蟲的性交流過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。他們用電子顯微鏡研究了螢火蟲發(fā)光器官的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)螢火蟲的發(fā)光器官由一個反射層、一個發(fā)光層和一個透明外層組成。而且重要的是，與腹部的其他部分不同，發(fā)光器的外層結(jié)構(gòu)成行、有序排列，就像農(nóng)田中的農(nóng)作物那樣。

　　Kim研究小組從螢火蟲身上獲得了靈感，設(shè)計并出了一系列新型LED，它們由反射杯、發(fā)光的LED芯片和外層有微小的、高度有序結(jié)構(gòu)花紋的透明鏡頭組成。

　　測試表明，與平滑的鏡頭不同，這種有花紋的透鏡在全范圍可見光波長上能更好地對光進(jìn)行傳導(dǎo)——甚至可以與昂貴的抗反射鍍層相媲美。同時，能夠zui有效地穿過這種經(jīng)過改造的透鏡的光波長符合螢火蟲生物冷光的中心波長。

　　作者提出，這些研究結(jié)果能夠幫助促進(jìn)電視、照相手機(jī)、汽車以及醫(yī)學(xué)和家庭照明用高功率LED的低成本透鏡的開發(fā)。

螢火蟲為發(fā)光二極管設(shè)計提供靈感