自然界一直是科学家们的灵感源泉。有些概念仍在探索阶段,例如受到海狸启发的超保暖潜水服;而另一些则已融入我们的日常生活,比如基于牛蒡毛刺的维可牢尼龙搭扣和模仿翠鸟喙形的日本子弹头列车。
最近,我的团队从蝉的特性中获得灵感,开展了关于自清洁表面的研究。
保持你的车窗玻璃一尘不染感觉就像一场与污垢和灰尘的永无休止的战斗。但是像蝉这样的昆虫有一个迷人的诀窍,可以让它们的翅膀保持一尘不染,而昆虫却不需要付出任何努力。它可能是为我们省去经常打扫的麻烦的关键。
我的团队的研究调查了这种自我清洁过程背后的机制。
由于蝉翅的特殊质地,晨露凝结在蝉翅上,逐渐变成小水滴。这些水滴在相互碰撞或从昆虫的翅膀上滚下时,会清除灰尘颗粒和微生物。
蝉并不是唯一进化出自我清洁身体的昆虫。许多蝴蝶都有可以自我清洁的翅膀。其他生物,如壁虎和某些植物的叶子,如莲花和水稻,也像蝉一样利用水滴运动来保护自己免受灰尘的侵害。这些移动的飞沫还有助于清除细菌,从而降低感染的风险。
如果液体洒在大多数物体的表面上(比如打翻的咖啡杯),它只会扩散到整个地方并停留在那里。
但露水滴在蝉翅上的表现不同,因为工程师们称之为“超疏水性”,或极端防水。蝉的翅膀表面包含着数千个涂有蜡的小球果的复杂排列。机翼上的水滴呈珠状,因为它们想尽量减少与机翼表面的接触。这是由于蜡排斥水和锥形尖端,防止球形水滴渗透到机翼膜。
这看起来就像一个完全吹完的气球放在钉床上。它不会破裂,因为压力分布在所有的钉子上。在这种情况下还有涂蜡的co它们有助于蝉翅上的水滴轻松运动。
跳跃和滚动的水滴
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我是雨奇号的签约作者“静竹”!
希望本篇文章《蝉的自清洁特性揭示了新型表面设计的秘密》能对你有所帮助!
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