最耐热动物：75摄氏度沙漠中的撒哈拉银蚁

利用电子显微镜检查和离子束铣，余的研究小组发现蚂蚁身体顶部和侧边都覆盖有三角形截面的独特形状的毛发，这使得它们可以以两种方式保持凉爽。这些毛发在最高太阳辐射的可见光和近红外光下是高度反射性的。这些毛发在电磁光谱红外波段是高度放射性的，它们相当于一个抗反射层，可以增强蚂蚁通过热辐射卸载多余热量的能力，这主要是通过将身体的热量释放至冷却的天空来实现。当蚂蚁暴露在晴朗的天空就可以产生这种被动冷却效应。

“为了方便理解热辐射的效应，想象一下早上你起床时感受的寒冷。在下床的那一瞬间因热辐射就丢失了一半的能量，因为你身体的温度暂时比周围环境要更高。”研究人员发现，增强的太阳光谱反射性和提高的热辐射效率将银蚁的体温有效地降低了5-10摄氏度。“这些银蚁可以操控这么广的光谱范围内的电磁波这一事实展示了昆虫看似简单的生物学器官所具备的功能有多复杂。”研究首席作者、余的博士研究生诺尔曼·石楠（Norman Nan Shi）这样说道。

余和石与瑞士苏黎世大学脑研究所的鲁迪格·魏纳（Rudiger Wehner）教授、以及美国西雅图华盛顿大学电子工程学教授盖里·伯纳德（Gary Bernard）合作进行了这一项目，他们都是昆虫生理学和生态学研究的专家。哥伦比亚大学工程小组设计和进行了所有实验性工作，包括光学和红外显微镜学和光谱学研究，热力学实验以及计算机模拟和仿真。目前他们正在研究如何将这项撒哈拉银蚁研究里所学知识应用于创造一个平的光学组件，或者称“元表面”，后者包含一个纳米光子元素的二维阵列，具有光学和热能辐射特性。

余和他的研究小组计划接下来拓展他们的研究至生活在极端环境的其它动物或有机物，试图学习这些生物面对这些极端环境条件的策略。“动物进化了不同的策略来感知和使用电磁波：深海鱼有眼睛可以帮助它们在深水里移动和捕食，蝴蝶利用翅膀里的纳米结构创造不同颜色，蜜蜂可以看见紫外线信号并作出回应，萤火虫会使用闪光通信系统，”余补充说道。“为了感知或者控制电磁波而进化的器官在复杂度和有效性方面往往超越仿真人造设备。理解和利用这种自然设计概念可以加深我们对复杂生物系统的理解，从而激发创造新型科技的灵感。”