亞洲大黃蜂腰纏太陽能電池 從陽光得到能量(圖)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中生物 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

在光合作用過程中,植物從陽光得到能量,首先將它轉(zhuǎn)換成電能,繼而轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能,F(xiàn)在,以色列特拉維夫大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)動物王國的成員亞洲大黃蜂,也有收集太陽能并將其轉(zhuǎn)換成電能的能力;而長在它腰間的褐色和黃色的環(huán)就是它的太陽能“電池板”。

昆蟲學(xué)家先前就注意到,亞洲大黃蜂與蜜蜂和其他黃蜂品種習(xí)性有所不同,它們的活躍期不在早晨太陽升起時,而是在午后;而且越是陽光特別強烈的時段,大黃蜂越顯得異;钴S。它們的活動數(shù)據(jù)送到實驗室,特拉維夫大學(xué)團隊研究了天氣條件,包括溫度、濕度和太陽射線這些因素,如何影響大黃蜂的行為。結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有紫外線輻射與大黃蜂活動的變化有密切的關(guān)聯(lián)。

進一步研究揭示,大黃蜂腹部褐色和黃色的環(huán)狀外骨骼有光伏發(fā)電的作用,能吸收太陽光發(fā)出電來,這在動物界是十分罕見的。

科學(xué)家們確定,大黃蜂腹部外骨骼的褐色斑紋上有凹痕,引導(dǎo)光線進入,并將其散射成分立的細(xì)小光束,只有1%的光線能反射出去。而外骨骼的黃色斑紋是綴有微孔的凹槽,它包含一種叫做黃蝶呤的色素。凹痕、微孔凹槽和黃蝶呤共同作用,將光轉(zhuǎn)換成電能。

研究團隊成員、物理和天文學(xué)院的戴維?伯格曼教授指出,“活的生物能夠完成這樣一件事,實在很有趣。大黃蜂的本領(lǐng)可能是我們尚不知曉的事物。”

他們還發(fā)現(xiàn)了亞洲大黃蜂一些獨特的能源處理方式。它的身體中有一個發(fā)育良好、類似空調(diào)和電冰箱里的熱邦浦系統(tǒng),使大黃蜂即使在陽光直曬下,也能保持體溫比外界溫度略低。另外,亞洲大黃蜂還掌握著精心操練的聲音信號,使蜂群在其巢穴內(nèi)??這里是完全黑暗的??也能維持特別精準(zhǔn)的秩序。伯格曼教授解釋,這些都是不容易做到的。

在和該學(xué)院薩克勒醫(yī)學(xué)院的雅格布?艾沙伊教授合作下,伯格曼和他的博士生普羅特金有一個真正跨學(xué)科的研究計劃,來解釋大黃蜂腹部“太陽能電池”的生物學(xué)過程。團隊曾嘗試仿效大黃蜂的身體結(jié)構(gòu),復(fù)制亞洲大黃蜂收集太陽能的方法,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到同樣的能源收集效率。未來的計劃是優(yōu)化模型,看這個“生物模仿”能否提供線索,導(dǎo)致新奇的可再生能源解決方案。

他們的研究最近發(fā)表在德國《自然科學(xué)》雜志中。


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