夏天來了，夏天可以有甘甜的西瓜，有甜美的冰激凌，讓人大快朵頤；隨之而來的也還有各種小蟲子，最令人討厭的就是蚊子，招蚊子體質(zhì)的人一定深有感觸，走到哪可能被咬。
人類與蚊子的斗爭可以說是由來已久，但是在這場戰(zhàn)爭中，人類始終沒有取得完全的勝利。總是被它折磨的死去活來。大家有沒有想過，蚊子沒有家，為什么沒有在雨天被大雨所“砸死”呢？在雨中一滴水滴的質(zhì)量大約是蚊子體重的50倍，再加上雨滴落下的重力加速度，相當(dāng)于汽車撞向人的沖擊力，在大雨中，平均每秒有25滴水擊中蚊子，但實際上，這些“精神小伙”，到了雨天不僅不躲，還在雨中愉快地玩（bei）耍（zhuang），根本不 care 冷冷的冰雨在臉上胡亂地拍~
美國佐治亞理工學(xué)院的胡立德（David Hu）教授利用高速攝像機發(fā)現(xiàn)，蚊子是一位“太極高手”，當(dāng)雨滴擊中它的時候，它不僅不抵抗，反而順勢下落，并透過側(cè)飛、翻跟斗等方式讓雨滴從身側(cè)滑落來化解沖擊力，而后可以在百分之一秒內(nèi)迅速恢復(fù)身體的平衡，以迎接下一次的嬉（peng）戲（zhuang）。針對這一問題，最近科學(xué)家們又有了新的發(fā)現(xiàn)。
日前，美國賓夕法尼亞大學(xué)的研究者們，通過研究昆蟲身體表面的微觀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)昆蟲表面一種新型的微納米結(jié)構(gòu)，使其具有更好的防水性，水滴接觸后更快的分離。相關(guān)工作以“Compact nanoscale textures reduce contact time of bouncing droplets”為題，發(fā)表于雜志《SCIENCE ADVANCES》。
蚊子們抵御炸（yu）彈（di）的能力，除了依靠順勢而為的“太極之術(shù)”之外，另一項法寶就是他們可以“拒水滴于千里之外”的特殊“表皮”。水滴在接觸昆蟲的表面后，會在極短的時間內(nèi)彈起與其分離。在傳統(tǒng)的超疏水理論中，大都通過構(gòu)筑粗糙的表面微觀結(jié)構(gòu)，使其具有極低的固相率（~0.01），通過在液滴與固體之間形成一層氣膜，使其具有良好的疏水性能。但是研究者發(fā)現(xiàn)蚊子等昆蟲表面，具有較高的固相率（~0.25-0.65），但是仍然展現(xiàn)出非常好的疏水性能，水在滴落后可以迅速的彈起。
不同昆蟲表面的微觀結(jié)構(gòu)
水滴在不同紋理表面的彈跳時間
研究者利用電子顯微鏡觀察不同昆蟲的表面發(fā)現(xiàn)，其表面都布滿了高密度的百納米級別的微絨毛，這些絨毛的直徑都分布在100 nm至300 nm之間，且具有特定的微觀結(jié)構(gòu)與排列順序，就是這些微絨毛的存在，有效的提高了其表面的疏水性能。
昆蟲表面的微納米結(jié)構(gòu)，啟發(fā)我們開發(fā)更加優(yōu)異的防水涂層
研究者們又通過光刻技術(shù)，人工制備了這種表面分布，有特殊倒角結(jié)構(gòu)的百納米級別微柱陣列，在這種表面，水滴也同樣的展現(xiàn)出極佳的彈跳性能，接觸時間僅有0.15 s，比我們眨一次眼的速度還要快一倍。
相較于傳統(tǒng)的超疏水表面，這種表面具有更高的固相率，可以使其在高沖擊力的情況下保持穩(wěn)定，有效的提高其穩(wěn)定性。文章的作者Tak-Sing Wong說：“對于這些昆蟲來說，保持他們身體表面對水滴的排斥力，是一件十分重要的事情，一旦表面浸潤，雨滴的沖擊力就足以將他們拍到地面上，并帶來致命一擊，因此，它們一定有自己的方法實現(xiàn)長時間的保持體表的疏水性能?！?/p>
在對于自然界的應(yīng)對之道上，動物往往有著比我們更豐富的經(jīng)驗。研究和模擬這些動物應(yīng)對大自然的特殊本領(lǐng)，為我們的科學(xué)家和工程師提供新的設(shè)計思路，可以解決很多難題——比如，如何更好地設(shè)計微型飛行器，讓它們能夠像蚊子一樣，在雨中輕盈地翱翔。
目前新冠肺炎仍然在全球肆虐，飛沫作為新冠病毒傳播的重要途徑之一，對于飛沫的防護是一件十分重要的事情。
這種表面結(jié)構(gòu)的設(shè)計也可以有效的提高，對飛沫的抵御能力，如果將其修飾于個人防護裝備的表面，可以有效提高對新冠病毒等，各種依賴飛沫作為載體的病毒的抵抗能力。
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