有材少年|《蝴蝶鳞粉的研究及仿生学应用》实录
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课题：《蝴蝶鳞粉的研究及仿生学应用》
学校：杭州市实验外国语学校四（3）班
队名：诺卡蝶队
成员：任怿，王文泽，王星然，贺徐攀，张晓集，方成浩
在我们美丽的校园里，有一群可爱的精灵飞舞在我们的身边，它们就是可爱的蝴蝶。它们有优美的身姿，美丽的翅膀，翅膀上有粉状物质，这些物质是什么呢？有什么作用？蝴蝶身上为什么会有这些粉状物质？种种疑惑促使我们想要一探究竟，揭开粉状物质的奥秘。
►►整个研究过程主要分为5步：
观察研究
研究用到的工具：电子显微镜，光学显微镜，放大镜，手机，蝴蝶标本等。
名称：蝴蝶鳞粉
微结构
▼100倍光学显微镜下的鳞粉
特性
a.显微镜下像鱼鳞叠在一起，并且能自我开合
b.有香味
c.鳞粉表面覆油脂
功能
a.鳞粉表面覆有油脂，具有防水功能
b.由鳞粉组成的花纹可以区别种类，是雌雄蝴蝶的联络信号
c.起到迷彩保护作用
构图建模
我们根据蝴蝶鳞粉的性质，作出很多构想，挑选出了两幅作品，后来经过老师提议把两幅作品合二为一，制作了模型。
研究报告
这里分别展示三位同学的《蝴蝶鳞粉研究报告》。
我们研究了蝴蝶鳞粉。我们一开始猜测蝴蝶磷粉的作用，比如防水、装饰、防寄生虫、传达香味、调节温度等，但我们不知道哪个是正确的。
于是，我们做了一个实验，用显微镜观察蝴蝶鳞粉：蝴蝶样本有无尾凤蝶、豹纹碟、柑橘凤蝶和黄粉蝶这四种蝴蝶，看上去的结构是一片一片叠起来的，颜色各不相同，我们发现这样可以自动开合，从而发现是用来调节温度的。而且在表面有一层油脂可以防水。
发现了这些后，我们发明了一种像蝴蝶鳞粉一样、可以自动开合的窗户，还发明了一种防水纸，表面有油脂，这样就可以像蝴蝶鳞粉一样防水了。我们把这些装在了一个房子里，这个房子屋顶是三角形的，里面还有圆形替补屋顶，十分坚固。
这就是我们蝴蝶鳞粉仿生学仿生出来的作品。
根据我们近几天对于蝴蝶鳞粉的观察，我们通过显微镜发现鳞粉的形状像鱼鳞一般一层一层重叠在一起，并且它能自我开合。我查阅资料得知，蝴蝶鳞粉具有调节温度的作用，每当气温上升，阳光直射时，鳞片会自动张开，以减少阳光的辐射角度，减少阳光热能的吸收；当气温下降时，鳞片会自动闭合，紧贴体表，让阳光直射鳞片，从而控制体温。根据这一现象，我们利用仿生学知识相结合，想到制作一个能自动控制温度的房顶。
我们利用鳞片的形状，想到制作一个类似于百叶窗这样的屋顶。
接下来我们就动手开始制作模型了，首先我们要准备材料：一块20CM*35CM泡沫板把木板切成2CM宽的梯形和一些2CM宽的长方形木条，类似于屋檐状，准备白胶、纸巾、透明胶等工具。先用泡沫板作为屋檐百叶支撑，把长方形木板用白胶粘与泡沫板边缘四周，起到架空屋檐百叶和泡沫板之间的距离。再用纸巾卷成方形的纸团，用胶带裹紧留出6CM长胶带，留出的胶带与屋檐板一面相粘合，余下部分粘与长方形木板上，这是纸团和胶带起到了类似于铰链的作用，防止屋檐百叶在开合是自动闭合，在闭合式会吹开。同样的制作在屋檐百叶的另一端，第二块屋檐百叶和第一块之间有5MM的重叠部分，在闭合式起到密封的作用，制作顺序和第一块相同。接着这样的方式我们完成了屋顶调节装置的设计。最后鉴于美观，我们在屋檐百叶上画上了自己喜欢的图案。
希望这样的设计能给我们的未来节约更多的能源，更多更好的利用自然界赋予我们的能量。给我们的生活带来更多的便利。
根据我们近期做的调查，我们在显微镜下，发现蝴蝶翅膀的鳞粉上有一些会发亮的物质。我们在网上查阅了资料之后，发现，原来那些闪闪发光的物质是一些油脂，他们可以帮助蝴蝶防水，这样下雨的时候蝴蝶就可以一直呆在室外，不用在什么地方躲着了。
根据这一特性，我们就想做一种放生蝴蝶鳞粉瓦片。他比现在的瓦片更节能，更节约，更好做，更实用。
我们用到的材料有：泡沫板、白胶、亚克力塑料板。先把泡沫板切成瓦片一般大小、在把亚克力板切成跟泡沫板一样大小。最后在用白教把两块亚克力板和一块泡沫板叠汉堡式的粘起来。就做出了一块简单的仿生学蝴蝶鳞粉片。
希望我们做的仿生学蝴蝶鳞粉瓦片可以起到比现在的瓦片更好的效果，还希望以后也能批量生产我们做的瓦片。
研究期间，我们还咨询了浙江工业大学的蔡博士，蔡博士主要从事功能薄膜以及交叉学科生物物理方向的研究，并长期从事物理专业基础课和大学物理公共课教学工作。
学生
蝴蝶鳞粉防水靠的是油脂吗?
蔡老师
靠的不仅仅是油脂，还要看接触角，超150°叫超疏水，油脂要136°-156°就可以疏导水。
学生
蝴蝶的疏水功能是怎么来的？
蔡老师
除了油脂以外还有微结构。
研究成果展示
➤➤项目演说
我们在工联CC的WeWork对高年级的学姐和嘉宾进行了演讲。
➤➤学校展览
小组成员制作的成果展示板在学校展出引学生围观。