事實證明，蝴蝶在紅外世界和在可見光光譜中一樣引人注目。最近，哥倫比亞工程大學和哈佛大學的研究人員在《自然》雜za誌zhi上shang發fa表biao了le一yi項xiang研yan究jiu，研yan究jiu了le蝴hu蝶die翅chi膀pang的de熱re力li學xue特te性xing，以yi及ji輻fu射she冷leng卻que在zai保bao持chi這zhe些xie精jing細xi結jie構gou顫chan振zhen中zhong的de重zhong要yao性xing。哥ge倫lun比bi亞ya大da學xue應ying用yong物wu理li學xue副fu教jiao授shouNanfang Yu特別說明了熱成像儀在這項研究中扮演了重要角色。
傳統測量誤差大
guoquduihudiechipangdeyanjiuyouyushiyongredianoudengshebeilaiceliangwenduershoudaoxianzhi。jishishizuixiaodetanzhenyebihudiechipangdehoududa，erqieceliangdexingweihuiyingxiangjubuwendu。由於測量是逐點進行的，因此可能會出現額外的誤差。現在有了熱成像儀，“你可以測量和繪製整個溫度分布圖，”Yu說。他的團隊已經能夠觀察和測量翅膀靜脈、膜和其他結構（如氣味墊）之間的溫度差異。他們發現，含有活細胞（翅脈）的蝴蝶翅膀區域比沒有生命的翅膀區域（薄膜）有更高的熱發射率。
無創紅外測量也有挑戰
“這是最無創的溫度測量方法” Yu解釋說。在這項研究中，研究小組鑒定了蝴蝶翅膀中複雜的生物結構，這些結構可以熟練地幫助調節溫度。Yu說，通過FLIR SC660，幾乎就像x光一樣，你可以看到——蝴蝶的骨架，翅膀紋理、薄膜…...在熱環境下，蝴蝶翅膀的明亮顏色和圖案都消失了，取而代之的是你看到的是翅膀本身的底層結構。
紅外世界中的蝴蝶
“這種熱成像技術使我們能夠檢測物理適應，從而將翅膀的可見外觀與其熱力學特性分離開來。”Yu在《哥倫比亞工程》雜誌上的一篇文章中說。“womenfaxian，butongchidudenamijiegouhebujunyundejiaozhicenghouduhuitongguorefushechanshengbujunyundesanrefenbu，congeryouxuanzedijiangdihuotijiegoudewendu，ruchipangjingmaiheqiweidian。
利用熱成像技術測量蝴蝶翅膀的溫度並非沒有障礙。“這裏的挑戰是，在測量蝴蝶翅膀時，熱成像儀給你一個溫度讀數，但你卻不能完全相信這個溫度讀數，”Yu說。“蝴hu蝶die翅chi膀pang在zai紅hong外wai世shi界jie中zhong是shi半ban透tou明ming的de，所suo以yi當dang你ni用yong熱re成cheng像xiang儀yi觀guan察cha蝴hu蝶die翅chi膀pang時shi，你ni不bu僅jin僅jin是shi在zai接jie收shou翅chi膀pang本ben身shen的de熱re輻fu射she，你ni還hai接jie收shou到dao了le翅chi膀pang後hou麵mian背bei景jing產chan生sheng的de熱re輻fu射she。”類lei似si的de現xian象xiang也ye可ke以yi用yong一yi層ceng薄bo薄bo的de塑su料liao薄bo膜mo觀guan察cha到dao，比bi如ru塑su料liao購gou物wu袋dai，它ta就jiu像xiang蝴hu蝶die翅chi膀pang一yi樣yang，在zai可ke見jian光guang光guang譜pu中zhong是shi不bu透tou明ming的de，但dan在zai紅hong外wai光guang譜pu中zhong是shi透tou明ming的de。
很薄的材料，如塑料袋或蝴蝶翅膀，在紅外光譜中可能是透明的。為了得到蝴蝶翅膀的真實溫度讀數，Yu的團隊必須量化翅膀的發射率和反射率，並從測量中去除這些背景溫度源。
FLIR紅外熱成像儀的應用
除chu了le繪hui製zhi蝴hu蝶die翅chi膀pang的de熱re分fen布bu圖tu之zhi外wai，研yan究jiu人ren員yuan還hai在zai熱re狀zhuang態tai下xia進jin行xing了le行xing為wei學xue研yan究jiu。他ta們men使shi用yong一yi束shu微wei弱ruo的de光guang作zuo為wei熱re源yuan，證zheng明ming了le蝴hu蝶die利li用yong翅chi膀pang來lai感gan知zhi陽yang光guang的de方fang向xiang和he強qiang度du。在zai大da約yue40°C的“觸發”溫度下，他們研究的所有物種都在幾秒鍾內轉過身，以避開光線並防止翅膀過熱。
這不是Yu第一次使用熱像儀研究昆蟲。“2013年我加入哥倫比亞大學時，FLIR熱像儀是我在建立實驗室時購買的第一批設備之一，” Yu說。在與納米生物學同事的早期合作中，Yu研究了撒哈拉銀蟻，它們生活在地球上最熱的陸地環境中，在白天的高溫下覓食。 這項研究在2015年發表在《科學》中，報道中說研究人員還使用了FLIR熱成像儀監控螞蟻的體溫。
蝴蝶翅膀研究的延伸
tadezuixinyanjiujixutansuoxiaokunchongruhebaochiliangshuangdewenti。hudiechipangshangfugaizhetanceguoredejixiechuanganqi，tamendechipanglinpianhanyounamijiegou，youzhuyufushelengque。chulezhexiefaxiandeshengwuxueyiyiwai，Yu認為這些發現還可以為耐熱納米結構和熱感飛機的設計提供靈感。
熱(re)成(cheng)像(xiang)有(you)助(zhu)於(yu)揭(jie)示(shi)這(zhe)種(zhong)山(shan)核(he)桃(tao)色(se)的(de)蝴(hu)蝶(die)是(shi)如(ru)何(he)防(fang)止(zhi)過(guo)熱(re)的(de)。翅(chi)膀(pang)紋(wen)理(li)之(zhi)間(jian)的(de)薄(bo)膜(mo)實(shi)際(ji)上(shang)比(bi)翅(chi)膀(pang)的(de)其(qi)他(ta)部(bu)分(fen)更(geng)熱(re)，但(dan)看(kan)起(qi)來(lai)更(geng)冷(leng)，因(yin)為(wei)它(ta)是(shi)半(ban)透(tou)明(ming)的(de)，背(bei)景(jing)比(bi)較(jiao)冷(leng)
Yu和他的同事Naomi E. Pierce（生物學教授）計劃繼續他們對蝴蝶翅膀的研究。Pierce是哈佛比較動物學博物館鱗翅目動物的館長，可以接觸到大量蝴蝶和飛蛾。他們目前正在使用FLIR熱成像儀對館藏進行廣泛的掃描，以希望了解有助於蝴蝶翅膀設計的因素。
