在 20 世纪 50 年代初期，布鲁克林学院的生物学家使用电子显微镜研究一个线索，即叶蝉（一种常见的昆虫，大小约为米粒，因其标志性行为之一而得名）可能是病毒传播的媒介。在他们的研究中，科学家们偶然观察到，用他们的话说，叶蝉翅膀上“某些迄今未被描述的超微观物体”。在 1953 年《布鲁克林昆虫学会公报》的一篇笔记中，他们将这些微小的、球形的、千斤顶状的结构命名为“球状小体”，源自希腊语，意思是“网的网格”。
从那时起，一小群但意志坚定的科学家和工程师建立了一个以球状小体为基础的超专业领域。这些研究人员被这些高度结构化物质的亚微观点所吸引，因为它们体现了生物学奇迹，并且它们精细的多孔结构和物理特性暗示了技术可能性。球状小体爱好者毫不犹豫地分享他们偶然发现这种进化杰作的喜悦。
宾夕法尼亚州立大学的生物医学和机械工程师 Tak-Sing Wong 说：“我们小组在 2015 年左右首次对球状小体产生了兴趣，被它们的纳米级尺寸和复杂的三维巴克球状几何形状所吸引。” “我们对叶蝉如何在纳米尺度上持续产生如此复杂的结构感到惊讶，尤其是考虑到即使使用我们最先进的微纳制造技术，我们仍然难以实现如此的均匀性和可扩展性。”
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与任何对这些结构感兴趣的人一样，Wong 一直致力于将他对球状小体的羡慕转化为一个基于球状小体吸收特定范围的可见光和紫外线波长的诀窍的技术奇观柜。Wong 与他在宾夕法尼亚州立大学和卡内基梅隆大学的合作伙伴一起，已被授予两项美国专利，并且还有其他专利正在申请中，用于制造球状小体的合成对应物。
Wong 说，合成球状小体可能适用于各种应用，包括抗反射和伪装材料、防伪、数据加密以及“光学安全”策略，在这种策略中，隐藏的信息只有在用红外线或紫外线等照射时才变得可见。研究人员已经能够从海军研究办公室获得拨款，该办公室一直在寻找使对手更难以探测和跟踪海军舰艇、飞机和其他美国军事资产的下一种方法。
Wong 指出，世界各地最近许多受球状小体启发的研发都源于天然球状小体为叶蝉身体增加的超抗反射升级。这不仅仅是酷炫的光学物理学：这种光线技巧使昆虫在叶片表面变得隐蔽，饥饿的昆虫、鸟类和蜘蛛会在这些表面扫描猎物。
对球状小体生物学的一些探索表明，这些天然的纳米级创新由蛋白质和脂质组成，这些蛋白质和脂质在昆虫马氏管（肾脏状排泄器官）的特殊隔间内组装成隐身纳米球。昆虫用后腿用肛门中富含球状小体的微滴梳理它们的小身体，从而形成吸光的斗篷，帮助它们再活一天。
但纳米球体的用途不仅仅是隐藏。在最近添加到受球状小体启发的技术的概念和原型列表中的新内容中，Wong 的宾夕法尼亚州立大学团队与卡内基梅隆大学的研究人员（由机械工程师 Sheng Shen 领导）合作，着眼于交付不仅用于伪装的新材料，还用于新型安全和加密设备。该技术利用了人们无法感知红外光的能力。
Shen 说，当研究人员测量合成球状小体的光学和其他物理特性时，他们注意到“虽然这些结构在可见光下看起来相同，但在红外成像中却表现出显着差异”。这激发了一个加密和安全技术的想法，研究人员现在正在追求这个想法。该团队正在询问是否有可能在可见光谱内隐形地编码红外信息。货币上的一小点这种红外活性球状小体材料可以作为真实性的签名，并为潜在的造假者增加额外的障碍。
研究人员探索了六种制造各种尺寸和几何形状的合成球状小体的方法。通过使用不同的聚合物、陶瓷和金属材料，受球状小体启发的科技奇观柜正变得越来越引人注目。
一个由中国研究人员组成的球状小体爱好者团队最近报告了一种通过用微小的聚苯乙烯球填充银球状小体结构上的微小凹痕——“纳米碗”空间——来制造鲜艳光谱的赋予颜色颗粒的过程。当研究人员使用精确的蚀刻方法调整球体尺寸时，他们能够调整球体之间的电磁相互作用，从而调整合成球状小体结构的表观颜色。在研究人员推出其颜色制造策略的 ACS Nano 论文中，他们建议，与寿命较短的化学染料和颜料相比，这为生产更持久和更稳定的颜色开辟了一条道路。
另一个中国研究小组试图模仿变色龙、头足类动物和其他生物的伪装大师壮举，制造了基于氧化钨的球状小体结构，这些结构在受到电刺激时反射性降低。这项工作的一个可能的终点可能是节能应用——可以调节一天中通过它们的光能和热能量的窗户。
在更广泛和更折衷的待办事项清单上，还有可以产生和控制带电电子以制造氢燃料的光收集电极，以及可以排斥液体和粘合剂的自清洁表面。清单上还有可以定制用于检测特定细菌和蛋白质的传感器，用于环境监测和健康应用。此外，还有受球状小体启发的颗粒的前景，其孔隙和表面可以定制用于携带特定药物以靶向组织。
前景似乎非常广阔，但受球状小体启发的技术的时代并非迫在眉睫。Wong 警告说：“合成球状小体广泛使用的主要瓶颈之一是缺乏可扩展的生产技术，因为它们复杂的 3D 形状和纳米级尺寸在大规模复制方面仍然具有挑战性。”
Wong 说，无论特定的受球状小体启发的技术是否能最终成功，他都喜欢与非科学家家人和朋友分享他的工作。“他们立刻被球状小体的足球状结构的魅力所吸引，”他说。“当我解释说这些结构比头发的直径薄约 100 倍时，他们简直不敢相信。”
与此同时，沈教授对这项与球状小体的研究浪漫关系中令人谦卑的一面表示欢迎。“这是一个强有力的提醒，即创新并不总是需要来自人类的聪明才智，”他说。“有时大自然已经解决了我们正在努力解决的问题。”