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| キフォキルス | |
|---|---|
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| 白い背景に 2匹のキフォキルス甲虫 | |
科学的分類 
| |
| ドメイン： | 真核生物 |
| 王国： | 動物界 |
| 門: | 節足動物 |
| クラス： | 昆虫類 |
| 注文： | 甲虫目 |
| 家族： | コガネムシ科 |
| 部族： | メロロンティーニ |
| 属: | サイフォキルス・ ウォーターハウス、1867年 |
| 種 | |
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Cyphochilus apicalis | |
キフォチルスは、外骨格全体を覆う非常に明るい白色の鱗を持つ甲虫の属である。キフォチルスは東南アジアに生息する。 [1]
語源
おそらく、以前のCyphochilus蘭と同じ語源です。ギリシャ語のkyphos（曲がった）とcheilos（唇）（反り返った唇に由来）から来ています。[2]
外部形態
鱗の白さは、薄い無秩序な光子構造（≈7μm）によって生じ、すべての波長の光を同じ効率で散乱させ、白色を呈する。鱗の下にある甲虫の外骨格は黒色であるため、これは特に興味深い。つまり、このような高い不透明度を達成するには、散乱イベントが非常に効率的でなければならないということである。[3]
白い鱗片は、ポリマーキチンの改変型であるスクレロチンで構成されており、2022年現在生産されている紙やあらゆる人工素材よりも白い。つまり、繊維の空間構造の異方性により、散乱平均自由行程があらゆる天然素材よりも短く、光学的な混雑を防ぎながら高いパッキング効率を保証する。[4]
エコロジー
この甲虫は、白い菌類の中に紛れるために白い体色を発達させたと考えられている。キチン繊維の厚さはわずか数マイクロメートルで、非常に薄い一枚の紙よりもはるかに薄い。この要素は密集しており[5]、光を効率的に散乱させるが、形状にはある程度の無秩序さを保つことができる。[6]この戦略は、スクレロチンの屈折率が低いにもかかわらず、明るい白色を生み出すように進化的に最適化されていることが示されている。[7]
インスピレーションを受けた素材
科学者たちはランダムネットワークのトポロジーを利用して、超白色塗料やコーティング剤として応用できる同等の性能を持つ材料を製造してきました。例えば、2018年にSyurikらは、光を効率的に散乱し、柔軟性があり外観を切り替えることができる、バイオインスパイアされたPMMAベースの材料を開発しました。[8]
最近のもう一つの例として、セルロースナノフィブリルを使用した化粧品やコーティング用の超白色紙の製造があります。[9]またはタイル用のセラミックです。[10]
2023年には、キフォキルスをベースとした耐久性のあるアルミナベースのセラミックが、太陽光反射率99.6%という記録的な高さと、赤外線熱放射96.5%を達成しました。このセラミックは紫外線に耐え、水分の蒸発を促進し、1,000℃を超える温度に耐えます。[11]
最後に、研究者らは、この材料はアルミナなどの一般的な材料と、相反転と焼結の2段階のプロセスを使用して簡単に大量生産できるとも述べている。また、一部の住宅では白色が退屈すぎる場合は、層を追加することで他の色や模様の材料を生産できるようだ。
参考文献
- ^ 「白い甲虫が科学者を魅了」BBCニュース、2007年1月18日。
- ^ ホノルル蘭協会および太平洋蘭協会 (1975)。 「ナ・オキカ・オ・ハワイ」。ナ・オキカ・オ・ハワイ＝ハワイ・オーキッド・ジャーナル。ホノルル蘭協会および太平洋蘭協会: 22. ISSN 0099-8745。
- ^ P. Vukusic、B. Hallam、J. Noyes (2007)。「極薄甲虫の鱗の輝く白さ」。サイエンス。315 ( 5810 ) : 348。Bibcode : 2007Sci ... 315..348V。doi :10.1126/science.1134666。PMID 17234940。S2CID 9813819 。
- ^ Burresi, Matteo; Cortese, Lorenzo; Pattelli, Lorenzo; Kolle, Mathias; Vukusic, Peter; Wiersma, Diederik S.; Steiner, Ullrich; Vignolini, Silvia (2014 年 8 月 15 日)。「明るい白色の甲虫の鱗が光の多重散乱を最適化」。Scientific Reports。4 ( 1 ) : 6075。Bibcode : 2014NatSR...4E6075B。doi : 10.1038/srep06075。PMC 4133710。PMID 25123449。
- ^ コルテセ、ロレンソ;パテッリ、ロレンツォ。ウテル、フランチェスコ。ヴィニョリーニ、シルビア。ブレーシ、マッテオ。 Wiersma、Diederik S. (2015 年 10 月)。 「白い甲虫の鱗における異方性光輸送」。先端光学材料。3 (10): 1337 ～ 1341 年。土井：10.1002/adom.201500173。hdl : 11696/65192。
- ^ エスプイグ、マリア・ダシ (2014-08-16)。 「カブトムシの白さがわかった」。BBCニュース。
- ^ Wilts, Bodo D.; Sheng, Xiaoyuan; Holler, Mirko; Diaz, Ana; Guizar-Sicairos, Manuel; Raabe, Jörg; Hoppe, Robert; Liu, Shu-Hao; Langford, Richard; Onelli, Olimpia D.; Chen, Duyu; Torquato, Salvatore; Steiner, Ullrich; Schroer, Christian G.; Vignolini, Silvia; Sepe, Alessandro (2017 年 6 月 22 日)。「ホワイトビートルの羽の鱗における進化最適化フォトニックネットワーク構造」。Advanced Materials。30 ( 19 ) : 1702057。doi : 10.1002/ adma.201702057。PMID 28640543。
- ^ Syurik, Julia; Jacucci, Gianni; Onelli, Olimpia D.; Holscher, Hendrik; Vignolini, Silvia (2018年2月22日). 「ポリマー相分離によるバイオインスパイアード高散乱ネットワーク」. Advanced Functional Materials . 28 (24): 1706901. doi : 10.1002/adfm.201706901 .
- ^ トイヴォネン、マッティ S.;オネッリ、オリンピア D.ジャクッチ、ジャンニ。ロヴィッカ、ヴィル;ロハス、オーランド J.イッカラ、オリ。ヴィニョリーニ、シルビア（2018年3月13日）。 「白色セルロースナノフィブリル膜の異常拡散促進輝度」。先端材料。30 (16): 1704050.土井: 10.1002/adma.201704050。PMID 29532967。
- ^ Lin Kaixin、Edwin Tso Chi-yan、Chen Siru（2023年11月10日）。「新しい冷却セラミックは建設分野のエネルギー効率を高め、地球温暖化対策に役立つ - CityUの研究」（プレスリリース）。CityU香港大学。
- ^ アーヴィング、マイケル（2023年11月13日）。「超白色セラミックが記録的な99.6%の反射率で建物を冷却」。ニューアトラス。 2023年11月13日閲覧。