水黾为什么可以在水上走,水黾为什么可以漂浮在水上

首页 > 体育 > 作者:YD1662024-03-31 04:14:39

看这银白色的绒毛,水黾的复眼也比较发达

没错,水黾的足部结构与微观细毛正是它们能够在水面上“漂”而不沉入水中的秘密武器

细长的足部增加了与水面接触的面积,而足上绒毛的防水设计使得水黾在水面上不会破坏水的表面张力。

水黾通过划动中、后2对足产生的涡流,能排开300倍于自身体积的水量,能够在水面上以每秒1.5米的速度滑行,相当于身高1米8的人400英里的时速。水黾还可以做30到40厘米高弹射般的远跳,展示着高超的轻功绝技。

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一群水黾

不过,这个绝招并非无懈可击,在水中添加一点洗洁精就足以打破这一奇妙的水上舞台。这是因为洗洁精、洗衣液这种中性洗涤剂的加入削弱了水的表面张力,使得滑行在水面上的水黾足上的毛被沾湿,进而足部冲破水面摔进水里。

一旦水黾沉入水中,由于表面张力的作用,它们就再也浮不上来了,不管是“水上漂”,还是“凌波微步”都不好使!

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不过,人类根据对水黾的观察和学习,进行了一系列仿生研究

天津大学的研究团队利用光响应液晶聚合物(LCN)薄膜和具有微纳分级结构的超疏水表面设计了仿生水黾软体机器人。这种机器人能够在水面上自驱动行走,无需额外的能量供给。

通过调控光的强度和波长,可以实现机器人在水面上持续行走和定向运动。此项研究的潜在应用场景包括环境监测、海洋工业等领域,为具有复杂时空驱动的水栖软体机器人提供了新的设计思路。

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仿生水黾机器人

复旦大学的研究团队通过模仿水黾在水面上的运动机理,创造性地合成了一种具有动态疏水特征的水凝胶智能材料。这种水凝胶在水面上如同机器人一般可以自驱动运动,也不需要额外的能量供给。

当水凝胶吸水饱和后,停止运动。经过干燥处理后,还可以恢复活力,再次实现自驱动的快速水面运动。这项研究对于软体机器人的设计和研究提供了新的材料选择,为药物缓释、组织工程等领域的应用提供了新的可能性。

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