当前位置: 主页 > 生物技术 > 模式生物与实验动物

水黾在水面行走的秘密

2005-02-21 17:24 王丹红 福建科技报 阅读 0
核心摘要: 中国科学院化学研究所研究员江雷和博士生高雪峰揭示了水黾在水面行走的秘密:其腿部拥有微米尺度的刚毛结构,表面形成螺旋状纳米沟槽,吸附气泡形成气垫,赋予超疏水性,使其能轻松在水面行走、奔跑和跳跃。这一发现不仅解释了水黾的非凡浮力,还为新型防水纺织品和水上交通工具的设计提供了灵感。

水黾是一种常见于湖泊、池塘、水田和湿地的小型水生昆虫,身长约1厘米,因其能在水面优雅滑行而不浸湿腿脚,被誉为“池塘中的溜冰者”。中国科学院化学研究所研究员江雷和博士生高雪峰的研究揭示了这一神奇功能的机制:水黾腿部拥有微米尺度的刚毛结构,使其能够在水面上如履平地般行走、奔跑甚至跳跃。

水黾有6条细长的腿,足上密布纤毛。传统观点认为,其水上能力源于脚部分泌的油脂与水的表面张力。然而,江雷团队在高倍显微镜下发现,水黾腿部有数千根按同一方向排列的多层微米尺寸刚毛,直径不足3微米(人类头发直径约80-100微米)。这些刚毛表面形成螺旋状纳米结构沟槽,吸附在沟槽中的气泡形成气垫,赋予腿部超疏水性,使水黾能自由穿梭而不沾湿。水黾的多毛腿一次可划出4毫米长的波纹,并能排开300倍于其身体体积的水量,从而产生非凡浮力,一条腿可支撑15倍于体重的重量而不沉没。

江雷指出,水黾腿部刚毛的疏水性类似于鸭子背部羽毛,但普通疏水性易被扰动破坏,而水黾腿与水面间的空气垫提供了快速稳定的行走能力。这一发现不仅可用于新型防水纺织品,更有望启发设计新型水上交通工具,如无舷船舶,甚至实现人类水上行走。

    发表评论