188体育在线-188体育平台

跳动的热量蝴蝶的翅膀生活

哈佛哥伦比亚工程师和生物学家发现有蝴蝶翅膀鳞片和专业行为,以保护自己的翅膀的生命的部件;纳米结构在翼秤发现可以激发的辐射冷却的材料,以帮助管理过热条件的设计;在两翼传感网络可以激发先进的飞行机器的设计。

2020年1月28日|冬青埃瓦茨|图片来源:南方玉,程嘉仔|视频来源:南方玉和简Nisselson /哥伦比亚工程

媒体接触

冬青埃瓦茨,战略沟通与媒体关系总监
212-854-3206(○),347-453-7408(C), holly.evarts@columbia.edu

有关研究

这项研究的题目是 “物理和行为适应,以防止过热蝴蝶的生活的翅膀。”
 
作者是:程嘉仔1;理查德。德斯2;诺曼南士1§;仁晶体1;朱丽安ñ。 PELAEZ 2†;加里·d。伯纳德3;娜奥米·ê。刺穿2,4;和南方宇1。
 
应用物理系与应用数学,哥伦比亚工程
的有机体2部和进化生物学,哈佛大学
华盛顿的电气工程3系,大学
4博物馆比较动物学,哈佛大学
†目前在综合部门的生物学,加州大学,berkeley4
§目前在西部数据
 
这项研究是由美国国家科学基金会(无。PHY-1411445判给ñ。ü和n。皮尔斯不是。DEB-0447242授予为n。皮尔斯)的支持,科研办公的空军(无。fa9550- 14-1-0389通过多学科大学研究计划项目和没有fa9550-16-1-0322通过国防大学研究仪器计划授予为n。玉)。河一。奇尔德斯是由美国国家科学基金会研究生研究奖学金计划的支持。在该中心的纳米功能材料,布鲁克海文国家实验室,由美国支持的部分进行了测量能源,基础能源科学办公室,系根据合同去sc0012704。
 
作者声明没有竞争利益。

纽约,纽约,2020年1月28日,一个由188体育平台工程和哈佛大学标识为蝴蝶的翅膀到正常工作的合适温度的生理至关重要,并发现昆虫玲珑通过两个结构性行为和适应规范其翼下的新研究。

与一般的信念,蝴蝶的翅膀由死气沉沉膜首先,证明了它们含有活细胞功能的网络新的研究需要约束谁的温度范围内实现最佳性能。鉴于其热容量小,可在阳光下迅速过热翅膀的蝴蝶时的飞行生命不止,并且它们能够在寒冷的降温太多在飞行过程中的环境。该研究在线发表 自然通讯中,在第一探索在塑造蝴蝶翼结构和行为温度的启示。

来自188体育平台的工程师和生物学家谁发现哈佛大学最新研究视频有蝴蝶翅膀鳞片和专业行为,以保护自己的翅膀的生命的部件;纳米结构在翼秤发现可以激发的辐射冷却的材料,以帮助管理过热条件的设计;在两翼传感网络可以激发先进的飞行机器的设计。

“基本上矢量蝴蝶翅膀是光检测板通过准确地确定蝴蝶可以在不使用ESTA迅速他们的眼睛的强度和太阳光的方向,并做”云 南方玉,副教授 应用物理学 在188体育平台工程和研究的共同主持人。

团队,这是由共同领导 娜奥米·ê。刺穿在有机体和进化生物学系生物学教授Hessel的,在比较动物学,哈佛大学的鳞翅目博物馆馆长,用它们在生物学和光学专业知识,使一些显著的发现。小心地除去翼秤,让他们窥视翅膀内侧,并通过染色发现在机翼,蝴蝶的翅膀,他们发现装载机械和温度传感器网络的神经元。在两翼的活组织进行循环和积极气管系统的整个寿命,成人涂小姐蝴蝶的情况下提供的,超过三个星期。

他们还发现了一个“翅膀心脏”跳动那几十倍,每分钟以促进血虫,或血淋巴的定向流动,通过“气味垫”或androconial位于蝴蝶一些物种的翅膀的器官。

“大多数研究都集中在蝴蝶翅膀上的之间的信令个人使用的颜色,”皮尔斯说。 “这项工作表明,我们应该重新思考蝴蝶翅膀作为一个动态的,活结构,而不是作为一个相对惰性膜。在五月机翼观察到的模式也由所需的重要方式来调节翼的生活部分的温度下形“。

玉的实验室设计了一种非侵入性的技术基于红外光谱成像,与代表一个红外光谱中的图像的每个像素,这使他们能够使换的温度分布在蝴蝶翅膀的第一时间精确测量。 “这,已经很难做,直到如今,”皮尔斯指出,“由于蝴蝶翅膀的薄度和美味的。”
 

这是设计飞行器的翅膀的启示:或许机翼设计不应该仅基于设计为一体的综合系统可以使感官机械飞行器在复杂的空气动力条件下更好地执行飞行动力学的考虑,和翅膀。

南方玉
应用物理学副教授

“这种成像技术使我们能够检查身体适应这种解耦机翼的可见外观从它的热力学性质,”宇补充道。 “那我们发现多样尺度的纳米结构和非均匀的厚度角质层创建通过热辐射冷却-散热的不均匀分布辐射您降低选择性活结构的温度:如翼静脉和气味垫”。

区域效应和热辐射的ESTA选择性增强了球队的蝴蝶翅膀热力学实验中充分证明。这实验条件模仿蝴蝶是在渝的实验室创建的自然环境,并允许量化相关的几个环境因素贡献机翼温度的研究。这些包括太阳光的强度,地球环境的温度和天空,其可作为从加热翼热辐射的有效散热器的“寒冷”。该研究小组发现,在所有模拟的环境条件下,尽管不同的可见颜色和图案,含有活细胞(翅脉和气味垫)蝴蝶翅膀的领域总是冷却器比的机翼由于增强辐射冷却的“死气沉沉”的区域。

“在翼秤发现可以激发辐射冷却材料的设计纳米结构可从容应对过热的条件下,”蔡诚嘉,博士研究生在谁是研究瑜组主要作者。

研究人员进行了一系列的活蝴蝶的行为研究从七蝴蝶认可的家庭六,调查到模拟太阳光的反应应用于翅膀。该小组发现了昆虫用翅膀在阳光下,温暖或过热和专业行为的主要来源的方向和力度感响应操作过热或过冷,以自己的翅膀的预防。例如,所有物种相对研究表现出约40的恒定“触发”温度oC(104oF)转动几秒钟内,以避免在他们小光点洒下翼过热。

宇和皮尔斯现在正进行的比较动物学哈佛博物馆鳞翅目光学藏品大规模系统的研究。这些包括数千个独立的标本物种数百蝴蝶系统发育树的整个的,每个完整的超光谱成像试样随着从紫外线带到数据中红外。

在1863年,亨利·沃尔特·贝茨,探险家和博物英语,acerca在他的书中蝴蝶翅膀写道: 自然主义的亚马逊河“在这些扩大膜性质写道,作为一个平板电脑,种类的修改的故事......”就像在平板电脑破译神秘的符号,球队希望赢得翼着色和模式有全面的了解,这是性选择,警戒色,拟态伪装,和体温调节:很多(往往相互冲突的)生物和物理因素的结果。

“蝴蝶的每个机翼配备了几十个机械传感器实时提供反馈,以使复杂的模式飞行,”余光中说。 “这是设计飞行器的翅膀的启示:或许机翼设计不应该是仅仅基于飞行动力学的考虑,和翅膀设计为一体的综合感官机械系统可以使飞行器在复杂的空气动力条件更好的表现。”

###

哥伦比亚工程
哥伦比亚工程,总部设在纽约,是美国顶级的工程学院之一并在全国最古老的一个。又称工程华富基金学校和应用科学,学校扩大知识,通过其超过220教员的开创性研究推进技术,而在协作环境教育的本科生和研究生,成为领导者在一个坚实的基础通知工程。学校的教师是在大学的跨学科研究中心,促进数据科学研究所,地球研究所,祖克曼头脑脑行为研究所,精密医学主动性和哥伦比亚纳米主动权。通过其战略愿景的指导下,“188体育平台188体育在线-188体育平台”的办学宗旨,以创意转化为能够促进一个可持续的,健康的,安全的连接,并且创造力人类创新。