科学家从䲟鱼获得灵感 研发出附着力更强的吸盘

2019-09-10 | 见丰网
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科学家从䲟鱼获得灵感 研发出附着力更强的吸盘

据外媒报道,䲟鱼是一种神奇的鱼类,其经常通过头部的强力吸盘状结构吸附船底或其它大鱼远游和索食。受此启发,近日新泽西理工学院(NJIT)的研究人员设计了一种吸盘,其附着力比䲟鱼的吸盘更强。

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䲟鱼的吸盘有着复杂的结构。它们被一个“环”环绕,形成一个紧密的密封,里面则包含一排称为鳍瓣的脊状物,内衬有称为小刺的尖尖的组织。这种结构产生的摩擦力将鱼牢牢地固定在其宿主上。

来自新泽西理工学院和阿克伦大学的研究人员开始用新型吸盘模仿这种自然奇观。通过观察鱼的进化历史,研究小组注意到现代䲟鱼比他们的祖先有更多的鳍瓣。所以他们把这个想法付诸实践。

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研究人员3D打印了各种版本的吸盘,具有不同数量的“鳍瓣”。然后在水下测试这些吸盘。这些表面的光滑度也有所不同 。研究人员发现,“鳍瓣”越多,吸盘的粘合能力越强。该团队在9到12之间找到了一个最佳位置 - 例如,后者在50秒内能够承受27牛顿的力。这使得它比普通䲟鱼的吸盘吸附在鲨鱼上时强三倍。吸盘本身仅重45克(1.6盎司)。

该团队发现,少于六片“鳍瓣”的吸盘根本无法粘合。有趣的是,这正是在3200万年前的䲟鱼祖先化石上发现的数量。

“䲟鱼的粘合机制背后的优点在于生物组织固有地完成了大部分工作,”该研究的首席研究员Brooke Flammang说道。“这项研究最重要的方面是我们的机器人吸盘完全依赖于驱动重塑中粘合机制的基础物理学,使我们能够确定生物学相关的性能,并深入了解䲟鱼吸盘的演变。以前的设计需要人工操作员来控制系统,这是不可能实现的。“

该研究发表在《Bioinspiration and Biomimetics》期刊上。

本文地址:http://expl.gxjf100.com/201909/102764.html


【责任编辑:阿诺】
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