下雨天蝴蝶去哪了,下雨时蝴蝶都藏在哪儿了

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-10-27 15:39:48

蝴蝶效应是指在一个动力系统中,初始条件发生微小的变化能带动整个系统长期的、巨大的连锁反应。蝴蝶的一次煽动翅膀,便可能引起大洋彼岸的一次风暴。

蝴蝶能在自然中生存无疑是生命的奇迹,但关注到蝴蝶本身,你知道这小小的蝴蝶是怎么防雨的吗?

-雨滴打在人类身上最多有轻微的刺痛感,但对于蝴蝶来说,掉落的雨滴无异于天降保龄球。

最近的一项研究表明了蝴蝶防雨的机制。

纽约康奈尔大学的生物和环境工程师Sunghwan Jung和他的同事展开了调查,他们分析了小动物面对的问题:被质量撞击改变飞行;也可能剥夺鸟类的体温。

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-如何减少雨滴对身体的接触时间成为关键

Jung使用高速摄像头以每秒5000到20000帧的速度记录了水滴打在蝴蝶,蜻蜓,葛叶和飞蛾带来的结果。雨滴的下落速度能够达到每秒10米,团队将水高速喷下,并记录不同的撞击动力学数据。

他们观察到,在叶子或蝴蝶翅膀的表面有微小的凹凸纹理,水滴与叶子或蝴蝶翅膀的表面碰撞时,会掉落到纹理上,这些微小的纹理会在微型水体中产生像冲击波一样的波浪。这些波相互干扰,导致液滴在散布时形成褶皱图案,其整个厚度各不相同。

然后,水滴将会反弹,波浪效应使翅膀表面的毛刺刺穿水膜,从而将水滴破裂成微小的碎片。

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翅膀天然的表面上的纳米级蜡层有助于斥水。研究人员发现,这与水珠破碎效果一起,将液体与翅膀表面之间的接触时间减少了高达70%。

同时,这也减少了动量和热量的传递,这对于需要保持一定范围温度才能飞越和逃脱捕食者的昆虫来说具有很大意义。

通过这两层结构——微米级的粗糙的凹凸结构和纳米级的蜡层结构,使得这些生物体表面可以具有超疏水的功能。

Jung说:“这是首个针对天然疏水表面如何抵御高速水滴的研究”

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-科学家从来不曾停止过在动物身上找灵感

科学家们受蝴蝶身上的鳞片随阳光的照射方向自动变换角度而调节体温的启发,解决了卫星内部恒定温度的难题。

Jung的研究也将帮助工程师们开发出更高级的防水材料,该领域已经从大自然中汲取了众多灵感,如受荷叶启发的防水涂层。

“超疏水表面的市场很大,但是,要制造这种产品,耐久性是最大的问题”Jung说

图片取自sciencealert

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