В чём заключается главная особенность японских светлячков?

Одним из любимых развлечений в традиционной Японии была ловля светлячков. В июле, когда происходит их лёт, толпы взрослых и детей собирались у рек — там, где лучше всего наблюдать светлячков, и ловили их сачками.

Утагава Ёсиику. Мальчики, ловящие светлячков побегами бамбука и плоскими веерами утива.



Японские светлячки, как это и полагается им во всякой тепловлажной стране, — это совсем не то, что их бледные сородичи средней полосы. Их роение подобно праздничной иллюминации — яркие искры, пронизывающие ночную тьму.



Китайское выражение «читать при светлячках и сиянии снега» укоренилось и в Японии.

Группа физиков под руководством Ки-хуна Чона из Института передовой науки и технологий Кореи в городе Тэджон проанализировала устройство брюшка японских светлячков (Luciola lateralis) и попыталась создать искусственный аналог «фонаря» этих насекомых.



Прозрачный колпак на брюшке Luciola lateralis состоит из множества наноструктур, превращающих поверхность кутикулы в своеобразную стиральную доску с коэффициентом преломления, близким к аналогичному показателю для воздуха.



Это свойство позволяет жуку тратить меньше сил на подготовку светового сигнала, так как свет практически беспрепятственно проходит границу между хитином брюшка и молекулами воздуха.

Чон и его коллеги предположили, что подобная конструкция может быть адаптирована для производства сверхмощных светодиодов. Для проверки этой гипотезы ученые создали аналог кутикулы в лаборатории и проследили за тем, как изменились ее оптические свойства при изменении высоты, ширины наноструктур, а также расстояния между ними.

Авторы статьи изготовили пластиковую форму с набором выемок, повторяющих узор из наноструктур на брюшке светлячка, и залили ее прозрачной смолой. После этого ученые высушили смолу при помощи ультрафиолетовой лампы и получили набор из нескольких микроскопических колпаков, повторяющих по своей структуре и преломляющей способности кутикулу Luciola lateralis.

Затем Чон и его коллеги собрали несколько светодиодов на основе этих конструкций и проследили за тем, как хорошо они пропускали свет. Лучше всего себя показали оригинальные наноструктуры, полностью повторявшие устройство брюшка Luciola lateralis. По словам ученых, подобные колпачки пропускают 98,3% света, что очень близко к максимально возможным значениям с точки зрения оптики.

"Это изобретение, прототипом которого послужило живое существо, позволяет нам изготовлять дешевые линзы для мощных светодиодов, которые можно будет применять для ламп подсветки жидкокристаллических мониторов, вспышек фотокамер на мобильных телефонах, а также в качестве источника света для дома, автомобилей и медицинских приборов", - заключают авторы статьи.

Как оказалось, в Японии даже любование природой очень функционально.

Лишь вечер настает,
Пылаю я сильней,
Чем светлячок.
Но пламени тебе, наверное, не видно,
И оттого ты равнодушна.

Ки-Но Томонори

Японские светлячки помогли ученым сделать мощные и эффективные светодиоды.

http://www.gazeta.ru/science/news/2012/10/30/n_2594021.shtml

В журнале Proceedings of the National Academy of Sciences появилась статья группы корейских физиков из Института передовой науки и технологий Кореи в городе Тэджон, Южная Корея, под руководством Ки-хуна Чона о том, что ими создан новый тип сверхъярких светодиодов на основе использования механизма светообразования в брюшках японских светлячков (Luciola lateralis) семейства Lampyridae. Как сообщил Ки-хуна Чон, при создании этих сверхъярких светодиодов был использован механизм биолюминесценции в наноструктурах светоизлучающих брюшек японских светлячков, в которых расположены особые ткани из крупных клеток, которые излучают свет в результате окисления молекулы светоносного пигмента люциферина. По мнению Ки-хуна Чона, светоизлучающая часть нового светодиода, выполненная как копия наноструктур в брюшке светлячка (Luciola lateralis) может быть адаптирована для производства сверхмощных и сверхъярких светодиодов.