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科技日?qǐng)?bào)記者?張夢(mèng)然

發(fā)表在最新一期《納米快報(bào)》上的研究表明，學(xué)習(xí)昆蟲(chóng)如何使用水滴清洗身體污垢和污染物，將有助于提高自清潔設(shè)備的性能。

水滴從蟬的翅膀上帶走污染物。

圖片來(lái)源：《納米快報(bào)》

許多生物，包括蟬、壁虎和蓮花植物，都進(jìn)化出了防水的蠟質(zhì)表面，晨露在它們體表能形成完美的圓形水滴。最近，研究人員揭示了這些液滴從昆蟲(chóng)翅膀和植物表面相遇、跳躍和滾動(dòng)以帶走微小污染物的精確機(jī)制。類似方法可用于改進(jìn)人造自清潔設(shè)備的設(shè)計(jì)和功能，包括太陽(yáng)能電池板、汽車擋風(fēng)玻璃和生物傳感器的涂層。

英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)工程學(xué)院團(tuán)隊(duì)觀察了自清潔機(jī)制如何在蟬的翅膀上發(fā)揮作用。通過(guò)使用由超級(jí)計(jì)算機(jī)ARCHER2驅(qū)動(dòng)的模擬，他們發(fā)現(xiàn)污染物的去除方式取決于水滴、污染物和昆蟲(chóng)翅膀表面分子之間的吸引力。

結(jié)果表明，當(dāng)水滴的力大于將污染物固定在表面的力時(shí)，污染物會(huì)被液滴吸收，液滴從蟬的翅膀上滾落或跳下；而在其他情況下，大量液滴合并在一起產(chǎn)生的提升力會(huì)將污染物從翅膀上彈射出來(lái)，形成不可思議的液滴形狀，類似于熱氣球。

研究人員詳細(xì)了解了自然界如何在不使用電源的情況下去除表面污染，揭示了這一過(guò)程所需的關(guān)鍵參數(shù)。這項(xiàng)工作對(duì)于未來(lái)自清潔領(lǐng)域新實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)具有廣泛的影響，為在電子和生物傳感器中利用精密裝配開(kāi)辟了新的途徑。