水滴從蟬的翅膀上帶走污染物。 圖片來源：《納米快報》

      發(fā)表在最新一期《納米快報》上的研究表明，學(xué)習(xí)昆蟲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。

　　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翅膀和植物表面相遇、跳躍和滾動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)計和功能，包括太陽能電池板、汽車擋風(fēng)玻璃和生物傳感器的涂層。

　　英國愛丁堡大學(xué)工程學(xué)院團(tuán)隊觀察了自清潔機(jī)制如何在蟬的翅膀上發(fā)揮作用。通過使用由超級計算機(jī)ARCHER2驅(qū)動的模擬，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，污染物會被液滴吸收，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)生的提升力會將污染物從翅膀上彈射出來，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，揭示了這一過程所需的關(guān)鍵參數(shù)。這項工作對于未來自清潔領(lǐng)域新實驗的開發(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辟了新的途徑。