甲蟲如何在水下行走?

剛毛足上的氣泡使它們能夠吸附在水下——這種效果可以透過聚合物複製

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作者:《自然》雜誌的丹尼爾·克雷西

甲蟲具有令人印象深刻的水下行走能力。這完全歸功於它們腳上毛狀結構之間捕獲的微小氣泡。

人們經常觀察到這些昆蟲緊緊地吸附在光滑的表面上,例如樹葉,即使在垂直表面上也能緊抓不放。日本筑波國立材料科學研究所的材料科學家穗積直江和德國基爾大學研究生物力學的斯坦尼斯拉夫·戈爾布現在已經證明,甲蟲甚至可以在水下保持它們的立足點。


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在陸地上,葉甲蟲(Gastrophysa viridula)會分泌液體到它們腳上的毛狀結構(稱為剛毛)中。剛毛和液體產生的力使昆蟲附著在它們行走的表面上,但這種力通常在水中不起作用。然而,穗積直江和戈爾布發現,當甲蟲在被水淹沒的表面上行走時,空氣泡會滯留在剛毛中。這些氣泡本身提供了附著力,但它們也可能使甲蟲腳周圍的區域去溼,以使“毛髮”的功能與在乾燥環境中相同,研究人員在《英國皇家學會學報B》報道

穗積直江和戈爾布還觀察到其他甲蟲在水下行走,例如上面的影片中顯示的瓢蟲。

受甲蟲的啟發,研究人員開發了一種覆蓋著剛毛的聚合物結構,模仿甲蟲的腳。將其附著在小型物體上——例如玩具推土機的履帶上——它成功地將它們粘附在水下的垂直表面上。

本文經《自然》雜誌許可轉載。這篇文章於2012年8月10日首次發表

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