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            纖維結構幫吸盤魚“搭便車”生存

            2020-03-02 中國科學報 唐鳳
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            研究人員演示新吸盤能吸住各種物體。圖片來源:《物質》

              近日,北京航空航天大學研究人員發現,鮣魚強大的吸附能力來自吸盤唇圈內部的特殊結構。相關論文近日發表于《物質》。

              論文共同通訊作者、北京航空航天大學教授文力提到,鮣魚本身的形狀和游動能力不足以使其在自然界中取得生存優勢,于是它將自己頭部的第一背鰭進化成吸盤,這樣就可以搭載其他海洋生物的便車,從而實現捕食和繁衍。

              為了探索鮣魚“搭便車”的奧秘,研究人員對吸盤柔軟的唇圈進行了研究。他們發現唇圈在介于上表皮與下表皮之間有一層獨特的構造:豎直的膠原蛋白纖維。這種纖維狀的構造所提供的彈性能使吸盤與物體之間的接觸面積最大化,并減少唇圈的變形以保持其黏合力。這也是學術界首次詳細揭示鮣魚唇圈組織形態結構。

              受到鮣魚的啟發,研究人員通過靜電植絨,即利用電荷使纖維排列的技術,設計了一款含有豎直尼龍纖維的仿生吸盤。與純硅膠吸盤相比,仿生吸盤吸附力提高了62.5%,吸附時間增加了3.4倍。除此之外,纖維強化的仿生吸盤可以吊掛重量大、形狀不規則以及表面粗糙各異的物體。

              下一步,研究人員將研究和模仿上表皮與下表皮的結構改進當前的仿生吸盤。引入環境友好以及可生物降解的材料,例如絲綢取代尼龍。垂直纖維結構的發展也可以應用于軟體機器人,以通過控制變形的程度來實現精密、復雜的運動。

              相關論文信息:http://dx.doi.org/10.1016/j.matt.2020.01.018

            打印 責任編輯:侯茜

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