Share
A- A A+
By Design
by Dr Jonathan Sarfati

US $15.00
View Item
God the Master Designer DVD
by Dr Jonathan Sarfati

US $13.00
View Item

Το Φως της Πυγολαμπίδας εμπνέει τους φακούς LED

Από τον Dr Jonathan D Sarfati
μεταφρασμένο από Vera Kavasilas

Wikimedia commons/NEUROtiker

Πυγολαμπίδας

Έχουμε αναφερθεί συχνά σε σχεδιαστές που αντιγράφουν τα σχέδια της φύσης.1 Ένα πολλά υποσχόμενο πεδίο, είναι το πώς οι οργανισμοί παράγουν και εκμεταλλεύονται το φως. Ο βιοφωτισμός, όπως στις πυγολαμπίδες και τα χταπόδια,2 παράγει φως από χημικά με μεγάλη αποτελεσματικότητα. Κάποια φτερά πεταλούδας αντανακλούν το φως σε θεαματικά ιριδίζοντα χρώματα με λέπια που λειτουργούν ως φράγμα περίθλασης και έχουν εξαιρετικά μαύρους δακτυλίους λόγω των λεπιών που εγκλωβίζουν το φως. Αυτό έχει εμπνεύσει, σχεδιασμούς για χρώματα.3 Και τα μάτια της πεταλούδας έχουν μια ευφυής αντι-ανακλαστική επιφάνεια, με νανο-δομές οι οποίες δύσκολα μπορούν να αντιγραφούν.4

Δεν είναι αποτελεσματική μόνο η βιοχημεία αλλά και η μετάδοση φωτός.

Οι πυγολαμπίδες δεν είναι μύγες αλλά σκαθάρια.5 Χρησιμοποιούν τον βιοφωτισμό για να παράγουν φως από το κάτω μέρος της κοιλιάς. Στις κάμπιες, αυτό το φως φαίνεται να είναι μια προειδοποίηση ότι η σάρκα τους είναι δηλητηριώδης και στις ενήλικες πυγολαμπίδες το φως βοηθάει να ελκύσουν συντρόφους. Το φως παράγεται από ένα χημικό που ονομάζεται λουσιφερίνη (luciferin)6 το οποίο βρίσκεται σε ειδικά κύτταρα που ονομάζονται φωτοκύτταρα. Επιπλέον, απαιτείται και ένα ένζυμο, την λουσιφερινάση (luciferase), μαγνήσιο, οξυγόνο και ενέργεια μέσω του ATP (το οποίο παράγεται από την πιο μικρή μηχανή του κόσμου7).

Δεν είναι αποτελεσματική μόνο η βιοχημεία αλλά και η μετάδοση φωτός. Υπάρχουν τρείς στρώσεις: η επιδερμίδα (παράθυρο), η φωτογενής (παράγει φως) και η ραχιαία. Η φωτογενής στρώση παράγει φως σε όλες τις κατευθύνσεις. Αυτό είτε περνάει απευθείας μέσα από την επιδερμίδα είτε μετά από την αντανάκλαση της ραχιαίας στρώσης. Αυτό προσφέρει εξαιρετική αντανάκλαση διότι είναι μια δομή με λεπτή στρώση που ονομάζεται διηλεκτρικό κάτοπτρο.

Το παράθυρο επίσης έχει θαυμάσια λεπτή δομή. Φυσιολογικά, όταν το φως περνάει μέσα από μια σχισμή μεταξύ διαφορετικών υλικών, ένα μέρος χάνεται διαμέσου την ανάκλασης. Αυτό μπορεί να μειωθεί με μια διαδικασία που ονομάζεται οπτικό ταίριασμα σύνθετης αντίστασης. Τυχαίνει οι επιδερμίδες των πυγολαμπίδων να έχουν πολύ λεπτές δομές που να κάνουν ακριβώς αυτό. Έχει πολύ λεπτές κορυφογραμμές: 150 νανόμετρα σε πλάτος, 110 νανόμετρα σε ύψος και περίοδο (απόσταση μεταξύ ενός υψηλού σημείου με το επόμενο) 250 νανόμετρων (1 ίντσα = 25.4 νανόμετρα).8 Αυτές τυχαίνουν να είναι οι καλύτερες διαστάσεις για την μετάδοση περισσότερου φωτός στο μήκος κύματος της πυγολαμπίδας 560 nm (κίτρινο-πράσινο). Παρεμπιπτόντως, τα μάτια μας είναι πιο ευαίσθητα στο ίδιο χρώμα.

Εάν οι κλεμμένες αντιγραφές απαιτούν θαυμάσιους σχεδιασμούς τότε πόσο μάλλον τα πρωτότυπα;

Τώρα, οι επιστήμονες στο εργαστήριο Biophotonics Lab στο Ινστιτούτο Επιστημών της Κορέας (Korea Advanced Institute of Science and Technology), όπου ηγείται ο Ki-Hun Jeong, έχουν αντιγράψει αυτή τη δομή για φακούς LED. Αυτό επέτρεψε την μετάδοση 3% περισσότερου φωτός από τους λείους φακούς. Αυτό μπορεί να ακούγεται λίγο, αλλά στην προσπάθεια για αύξηση ενεργειακής αποτελεσματικότητας, είναι μια καλή αρχή. Οι ερευνητές λένε, “Αυτή η βιολογική έμπνευση μπορεί να προσφέρει νέες προοπτικές για την αύξηση του φωτός στα κιβώτια LED υψηλής ισχύος.”

Βεβαίως, η μελέτη έκανε και την συνηθισμένη τιμητική αναφορά (χωρίς αποδείξεις) στην εξέλιξη, λέγοντας ότι “αποτελεσματικές εκδοχές αυτών των νανο-δομών έχουν επιλεχθεί για πάνω από εκατομμύρια χρόνια.”9 Αλλά η πρακτική έρευνα χρησιμοποίησε αρχές σχεδιασμού για να αντιγράψει αυτές τις νανο-δομές. Οπότε, εάν οι κλεμμένες αντιγραφές απαιτούν θαυμάσιους σχεδιασμούς τότε πόσο μάλλον τα πρωτότυπα;

Βιβλιογραφία

  1. See Scientists copying nature (biomimetics), creation.com/biomimetics. Επιστροφή στο κείμενο.
  2. Johnsen, S. and two others, A., Light-emitting suckers in an octopus, Nature 398(6723):113–114, 11 March 1999. See also Sarfati, J., Octopus suckers: glowing in the dark, Creation 21(3):6, 1999; creation.com/octopus. Επιστροφή στο κείμενο.
  3. Vukusic, P., et al., Sculpted-multilayer optical effects in two species of Papilio butterfly, Applied Optics 40(7):1116–1125, 2001. See also Sarfati, J., Beautiful black and blue butterflies, Journal of Creation 19(1):9–10, 2005; creation.com/blue; By Design, ch. 3, Creation Book Publishers, 2008. Some butterflies even produce a dual signal with two diffraction gratings super-imposed on single scales. See Ingram, A.L. et al., Dual gratings interspersed on a single butterfly scale, Journal of the Royal Society Interface 5(28):1387–1390, 6 November 2008 | DOI 10.1098/rsif.2008.0227; Sarfati, J., Butterfly brilliance: Dual diffraction gratings produce two colour signals, Journal of Creation 23(1):15–16, 2009. Επιστροφή στο κείμενο.
  4. Hadhazy, A., Moths’ Eyes Inspire Reflection-Free Displays, LiveScience.com, 25 May 2010. See also Moth eyes inspire anti-reflective surface—but difficult to copy, Creation 32(4):11, 2010. Επιστροφή στο κείμενο.
  5. The European glowworm is the wingless adult female of the firefly family Lampyridae. Cave glowworms in Australia and New Zealand are generally larvae of fungus gnats, whose glow attracts midges, trapping them on sticky filaments. Επιστροφή στο κείμενο.
  6. The Latin lucifer just means “light-bearer”; the word itself has no connections to Satan, even if he is sometimes called that because he impersonates an angel of light (2 Corinthians 11:14). Επιστροφή στο κείμενο.
  7. Thomas, B., ATP synthase: majestic molecular machine made by a mastermind, Creation 31(4):21–23, 2009; creation.com/atp-synthase. Επιστροφή στο κείμενο.
  8. Kim, Jae-Jun and six others, Biologically inspired LED lens from cuticular nanostructures of firefly lantern, PNAS 109(46): 18674–18678, 13 November 2012 | doi:10.1073/pnas.1213331109. Επιστροφή στο κείμενο.
  9. Hodson, H., Firefly glow lights up better LEDs, newscientist.com, 29 October 2012. Επιστροφή στο κείμενο.

Related Articles

Further Reading


With more information than ever before, Christians can stand tall because the Word of God is real, authoritative and accurate. Your support is vital in keeping this site going and growing. Support this site

Copied to clipboard
9102
Product added to cart.
Click store to checkout.
In your shopping cart

Remove All Products in Cart
Go to store and Checkout
Go to store
Total price does not include shipping costs. Prices subject to change in accordance with your country’s store.