سيفوخيلوس

Cyphochilus هو جنس من الخنافس يتميز بحراشف بيضاء زاهية بشكل غير عادي تغطي الهيكل الخارجي بالكامل .يعيش Cyphochilus في جنوب شرق آسيا . ^{[ 1 ]}

ربما يكون أصل الكلمة هو نفسه أصل كلمة زهرة الأوركيد Cyphochilus السابقة : من الكلمة اليونانية kyphos التي تعني "منحني" و cheilos التي تعني "شفة"، وذلك بسبب الشفة المنعكسة. ^{[ 2 ]}

يتميز جنس Cyphochilus عن جميع أفراد فصيلته العليا بوجود شفة علوية غير متناظرة بشكل واضح . ومن السمات المميزة لكل نوع: قرون استشعار مكونة من 10 أجزاء، وجزء علوي من الجسم مغطى بالحراشف فقط، وجزء جانبي غير متناظر بشكل واضح . ^{[ 3 ]}

يعود بياض الحراشف إلى بنية ضوئية رقيقة غير منتظمة (≈7 ميكرومتر) تعمل على تشتيت الضوء بجميع أطواله الموجية بنفس الكفاءة، مما ينتج عنه لون أبيض . وهذا مثير للاهتمام بشكل خاص لأن الهيكل الخارجي للخنفساء أسفل الحراشف أسود اللون، مما يعني أن عمليات التشتيت يجب أن تكون فعالة للغاية لتحقيق هذه العتامة العالية. ^{[ 4 ]}

تتكون الحراشف البيضاء من السكليروتين ، وهو شكل معدل من بوليمر الكيتين ، وهي أكثر بياضًا من الورق أو أي مادة اصطناعية تم إنتاجها حتى عام 2022. أي أن متوسط ​​مسار التشتت الحر فيها أقصر من أي مادة طبيعية بفضل التباين في البنية المكانية للألياف، مما يضمن كفاءة تعبئة عالية مع منع الازدحام البصري. ^{[ 5 ]}

يُعتقد أن الخنافس طورت اللون الأبيض للتمويه بين الفطريات البيضاء . يبلغ سمك خيوط الكيتين بضعة ميكرومترات فقط ، أي أرق بكثير من ورقة رقيقة جدًا. تتراص هذه العناصر بإحكام، ^{[ 6 ]} مما يُشتت الضوء بكفاءة، مع احتفاظها بدرجة من عدم الانتظام في شكلها. ^{[ 7 ]} وقد ثبت كيف تم تحسين هذه الاستراتيجية تطوريًا لإنتاج بياض ساطع على الرغم من انخفاض معامل انكسار السكليروتين . ^{[ 8 ]}

استغل العلماء بنية الشبكة العشوائية لتصنيع مواد ذات أداء مماثل لاستخدامها في الدهانات والطلاءات فائقة البياض. على سبيل المثال، في عام 2018، طور سيوريك وزملاؤه مادة مستوحاة من الطبيعة تعتمد على مادة PMMA، تتميز بقدرتها على تشتيت الضوء بكفاءة عالية، ومرونتها، وقابليتها لتغيير مظهرها. ^{[ 9 ]}

ومن الأمثلة الحديثة الأخرى استخدام ألياف السليلوز النانوية في تصنيع ورق أبيض ناصع لمستحضرات التجميل والطلاءات. ^{[ 10 ]} أو السيراميك المستخدم في صناعة البلاط. ^{[ 11 ]}

في عام 2023، حقق سيراميك متين قائم على الألومينا، مستخلص من نبات السيفوكيلوس، انعكاسًا شمسيًا بنسبة 99.6%، وهو رقم قياسي، إلى جانب انبعاث حراري بالأشعة تحت الحمراء بنسبة 96.5%. وهو يتحمل الأشعة فوق البنفسجية، ويزيد من تبخر الماء، ويقاوم درجات حرارة تزيد عن 1000 درجة مئوية. ^{[ 12 ]}

وأخيرًا، يقول الباحثون أيضًا إن هذه المادة يمكن إنتاجها بكميات كبيرة بسهولة، باستخدام مواد شائعة مثل الألومينا وعملية من خطوتين: انعكاس الطور والتلبيد. وإذا كان اللون الأبيض مملًا جدًا لبعض المنازل، فمن الواضح أنه يمكن إنتاج المادة بألوان وأنماط أخرى بإضافة طبقات إضافية.