| キフォキルス | |
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| 白い背景に 2匹のキフォキルス甲虫 | |
科学的分類 
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| 王国： | 動物界 |
| 門: | 節足動物 |
| クラス： | 昆虫類 |
| 注文： | 甲虫目 |
| 亜目: | 多食性 |
| インフラオーダー: | スカラベ様類 |
| 家族： | コガネムシ科 |
| 部族： | メロロンティーニ |
| 属: | サイフォキルス・ ウォーターハウス、1867年 |
| 種 | |
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Cyphochilus apicalis | |
キフォチルス属は、外骨格全体を覆う非常に明るい白色の鱗片を持つ甲虫の一種で、東南アジアに生息しています。 [1]
語源
おそらく、以前のCyphochilus蘭と同じ語源です。ギリシャ語のkyphos（曲がった）とcheilos（唇）から来ており、唇が反り返っていることからこの名が付けられました。[2]
外部形態
キフォキルスは、強い非対称性を持つ唇板によって、同上科の他の種とは一線を画しています。種によって特徴的な特徴としては、10節の触角、体上部のみが鱗で覆われていること、そして強い非対称性の母節などが挙げられます。[3]
鱗片の白さは、薄い不規則な光子構造（≈7μm）によって生じ、あらゆる波長の光を同じ効率で散乱させ、結果として白色を呈する。鱗片の下にある甲虫の外骨格は黒色であるため、このことは特に興味深い。つまり、このような高い不透明度を達成するには、散乱が非常に効率的でなければならないということである。[4]
白い鱗片は、ポリマーキチンの変性形態であるスクレロチンで構成されており、2022年現在までに生産された紙やあらゆる人工素材よりも白い。つまり、繊維の空間構造の異方性により、散乱平均自由行程があらゆる天然素材よりも短く、光学的な混雑を防ぎながら高いパッキング効率を保証する。[5]
生態学
この甲虫は、白い菌類に紛れ込むために白い体色を発達させたと考えられています。キチン繊維の厚さはわずか数マイクロメートルで、非常に薄い紙よりもはるかに薄いです。キチン繊維は密集しており[6] 、光を効率的に散乱させますが、それでも形状にはある程度の無秩序性を維持しています。[7]この戦略は、スクレロチンの屈折率が低いにもかかわらず、明るい白色を生み出すように進化的に最適化されていることが示されています。[8]
インスピレーションを受けた素材
科学者たちは、ランダムネットワークのトポロジーを利用して、超白色塗料やコーティング剤として応用できる同等の性能を持つ材料を製造してきました。例えば、2018年には、Syurikらが、光を効率的に散乱させ、柔軟性があり、外観を切り替えられる、生物に着想を得たPMMAベースの材料を開発しました。 [9]
最近のもう一つの例として、セルロースナノフィブリルを用いた、化粧品やコーティング用の超白色紙の製造が挙げられます。[10]また、タイル用のセラミックも挙げられます。[11]
2023年には、キフォキルスをベースとした耐久性の高いアルミナ系セラミックが、太陽光反射率99.6%という記録的な高さと、赤外線熱放射率96.5%を達成しました。このセラミックは紫外線を吸収し、水分の蒸発を促進し、1,000℃を超える高温にも耐えることができます。[12]
最後に、研究者らは、この材料はアルミナなどの一般的な材料と転相と焼結の二段階プロセスを用いることで容易に大量生産できると述べています。また、白色では住宅によっては退屈すぎる場合は、層を追加することで他の色や模様の材料も製造できるようです。
参考文献
- ^ 「白い甲虫が科学者を魅了」BBCニュース、2007年1月18日。
- ^ ホノルル蘭協会および太平洋蘭協会 (1975)。 「ナ・オキカ・オ・ハワイ」。ナ・オキカ・オ・ハワイ＝ハワイ・オーキッド・ジャーナル。ホノルル蘭協会および太平洋蘭協会: 22. ISSN 0099-8745。
- ^ G. Sabattinelli & P. Pham (2021年4月23日). 「Cyphochilus属（甲虫目：コガネムシ上科：Melolonthinae）の分類学的ノート（第4部）インドシナおよび中国産8新種の記載」Revue suisse de Zoologie . 128 . doi : 10.35929/RSZ.0042 .
- ^ P. Vukusic, B. Hallam & J. Noyes (2007). 「極薄甲虫の鱗の輝く白さ」. Science . 315 (5810): 348. Bibcode :2007Sci...315..348V. doi :10.1126/science.1134666. PMID 17234940. S2CID 9813819.
- ^ Burresi, Matteo; Cortese, Lorenzo; Pattelli, Lorenzo; Kolle, Mathias; Vukusic, Peter; Wiersma, Diederik S.; Steiner, Ullrich; Vignolini, Silvia (2014年8月15日). 「甲虫の明るい白色の鱗は光の多重散乱を最適化する」. Scientific Reports . 4 (1): 6075. Bibcode :2014NatSR...4.6075B. doi :10.1038/srep06075. PMC 4133710. PMID 25123449 .
- ^ コルテセ、ロレンソ;パテッリ、ロレンツォ。ウテル、フランチェスコ。ヴィニョリーニ、シルビア。ブレーシ、マッテオ。 Wiersma、Diederik S. (2015 年 10 月)。 「白い甲虫の鱗における異方性光輸送」。先端光学材料。3 (10): 1337 ～ 1341 年。土井: 10.1002/adom.201500173。hdl : 11696/65192。
- ^ エスプイグ、マリア・ダシ (2014-08-16)。 「カブトムシの白さがわかった」。BBCニュース。
- ^ Wilts, Bodo D.; Sheng, Xiaoyuan; Holler, Mirko; Diaz, Ana; Guizar-Sicairos, Manuel; Raabe, Jörg; Hoppe, Robert; Liu, Shu-Hao; Langford, Richard; Onelli, Olimpia D.; Chen, Duyu; Torquato, Salvatore; Steiner, Ullrich; Schroer, Christian G.; Vignolini, Silvia; Sepe, Alessandro (2017年6月22日). 「ホワイトビートルの翅鱗における進化最適化フォトニックネットワーク構造」(PDF) . Advanced Materials . 30 (19) 1702057. doi : 10.1002/adma.201702057 . PMID 28640543.
- ^ Syurik, Julia; Jacucci, Gianni; Onelli, Olimpia D.; Holscher, Hendrik; Vignolini, Silvia (2018年2月22日). 「ポリマー相分離によるバイオインスパイアード高散乱ネットワーク」. Advanced Functional Materials . 28 (24) 1706901. doi : 10.1002/adfm.201706901 .
- ^ トイヴォネン、マッティ S.;オネッリ、オリンピア D.ジャクッチ、ジャンニ。ロヴィッカ、ヴィル;ロハス、オーランド J.イッカラ、オリ。ヴィニョリーニ、シルビア（2018年3月13日）。 「白色セルロースナノフィブリル膜の異常拡散促進輝度」。先端材料。30 (16) 1704050。ビブコード:2018AdM....3004050T。土井：10.1002/adma.201704050。PMID 29532967。
- ^ Lin Kaixin、Edwin Tso Chi-yan、Chen Siru（2023年11月10日）「新しい冷却セラミックは建設分野のエネルギー効率を高め、地球温暖化対策に貢献する―CityUの研究」（プレスリリース）。CityU香港大学。
- ^ アーヴィング、マイケル (2023年11月13日). 「超白色セラミック、記録的な99.6%の反射率で建物を冷却」ニューアトラス. 2023年11月13日閲覧。
