在 20 世紀 50 年代初期，布魯克林學院的生物學家使用電子顯微鏡研究一個線索，即葉蟬（一種常見的昆蟲，大小約為米粒，因其標誌性行為之一而得名）可能是病毒傳播的媒介。在他們的研究中，科學家們偶然觀察到，用他們的話說，葉蟬翅膀上“某些迄今未被描述的超微觀物體”。在 1953 年《布魯克林昆蟲學會公報》的一篇筆記中，他們將這些微小的、球形的、千斤頂狀的結構命名為“球狀小體”，源自希臘語，意思是“網的網格”。
從那時起，一小群但意志堅定的科學家和工程師建立了一個以球狀小體為基礎的超專業領域。這些研究人員被這些高度結構化物質的亞微觀點所吸引，因為它們體現了生物學奇蹟，並且它們精細的多孔結構和物理特性暗示了技術可能性。球狀小體愛好者毫不猶豫地分享他們偶然發現這種進化傑作的喜悅。
賓夕法尼亞州立大學的生物醫學和機械工程師 Tak-Sing Wong 說：“我們小組在 2015 年左右首次對球狀小體產生了興趣，被它們的奈米級尺寸和複雜的三維巴克球狀幾何形狀所吸引。” “我們對葉蟬如何在奈米尺度上持續產生如此複雜的結構感到驚訝，尤其是考慮到即使使用我們最先進的微納製造技術，我們仍然難以實現如此的均勻性和可擴充套件性。”
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與任何對這些結構感興趣的人一樣，Wong 一直致力於將他對球狀小體的羨慕轉化為一個基於球狀小體吸收特定範圍的可見光和紫外線波長的訣竅的技術奇觀櫃。Wong 與他在賓夕法尼亞州立大學和卡內基梅隆大學的合作伙伴一起，已被授予兩項美國專利，並且還有其他專利正在申請中，用於製造球狀小體的合成對應物。
Wong 說，合成球狀小體可能適用於各種應用，包括抗反射和偽裝材料、防偽、資料加密以及“光學安全”策略，在這種策略中，隱藏的資訊只有在用紅外線或紫外線等照射時才變得可見。研究人員已經能夠從海軍研究辦公室獲得撥款，該辦公室一直在尋找使對手更難以探測和跟蹤海軍艦艇、飛機和其他美國軍事資產的下一種方法。
Wong 指出，世界各地最近許多受球狀小體啟發的研發都源於天然球狀小體為葉蟬身體增加的超抗反射升級。這不僅僅是酷炫的光學物理學：這種光線技巧使昆蟲在葉片表面變得隱蔽，飢餓的昆蟲、鳥類和蜘蛛會在這些表面掃描獵物。
對球狀小體生物學的一些探索表明，這些天然的奈米級創新由蛋白質和脂質組成，這些蛋白質和脂質在昆蟲馬氏管（腎臟狀排洩器官）的特殊隔間內組裝成隱身奈米球。昆蟲用後腿用肛門中富含球狀小體的微滴梳理它們的小身體，從而形成吸光的斗篷，幫助它們再活一天。
但奈米球體的用途不僅僅是隱藏。在最近新增到受球狀小體啟發的技術的概念和原型列表中的新內容中，Wong 的賓夕法尼亞州立大學團隊與卡內基梅隆大學的研究人員（由機械工程師 Sheng Shen 領導）合作，著眼於交付不僅用於偽裝的新材料，還用於新型安全和加密裝置。該技術利用了人們無法感知紅外光的能力。
Shen 說，當研究人員測量合成球狀小體的光學和其他物理特性時，他們注意到“雖然這些結構在可見光下看起來相同，但在紅外成像中卻表現出顯著差異”。這激發了一個加密和安全技術的想法，研究人員現在正在追求這個想法。該團隊正在詢問是否有可能在可見光譜內隱形地編碼紅外資訊。貨幣上的一小點這種紅外活性球狀小體材料可以作為真實性的簽名，併為潛在的造假者增加額外的障礙。
研究人員探索了六種製造各種尺寸和幾何形狀的合成球狀小體的方法。透過使用不同的聚合物、陶瓷和金屬材料，受球狀小體啟發的科技奇觀櫃正變得越來越引人注目。
一個由中國研究人員組成的球狀小體愛好者團隊最近報告了一種透過用微小的聚苯乙烯球填充銀球狀小體結構上的微小凹痕——“奈米碗”空間——來製造鮮豔光譜的賦予顏色顆粒的過程。當研究人員使用精確的蝕刻方法調整球體尺寸時，他們能夠調整球體之間的電磁相互作用，從而調整合成球狀小體結構的表觀顏色。在研究人員推出其顏色製造策略的 ACS Nano 論文中，他們建議，與壽命較短的化學染料和顏料相比，這為生產更持久和更穩定的顏色開闢了一條道路。
另一箇中國研究小組試圖模仿變色龍、頭足類動物和其他生物的偽裝大師壯舉，製造了基於氧化鎢的球狀小體結構，這些結構在受到電刺激時反射性降低。這項工作的一個可能的終點可能是節能應用——可以調節一天中透過它們的光能和熱能量的窗戶。
在更廣泛和更折衷的待辦事項清單上，還有可以產生和控制帶電電子以製造氫燃料的光收集電極，以及可以排斥液體和粘合劑的自清潔表面。清單上還有可以定製用於檢測特定細菌和蛋白質的感測器，用於環境監測和健康應用。此外，還有受球狀小體啟發的顆粒的前景，其孔隙和表面可以定製用於攜帶特定藥物以靶向組織。
前景似乎非常廣闊，但受球狀小體啟發的技術的時代並非迫在眉睫。Wong 警告說：“合成球狀小體廣泛使用的主要瓶頸之一是缺乏可擴充套件的生產技術，因為它們複雜的 3D 形狀和奈米級尺寸在大規模複製方面仍然具有挑戰性。”
Wong 說，無論特定的受球狀小體啟發的技術是否能最終成功，他都喜歡與非科學家家人和朋友分享他的工作。“他們立刻被球狀小體的足球狀結構的魅力所吸引，”他說。“當我解釋說這些結構比頭髮的直徑薄約 100 倍時，他們簡直不敢相信。”
與此同時，沈教授對這項與球狀小體的研究浪漫關係中令人謙卑的一面表示歡迎。“這是一個強有力的提醒，即創新並不總是需要來自人類的聰明才智，”他說。“有時大自然已經解決了我們正在努力解決的問題。”