雷射模仿蜥蜴!爬蟲類和蟲蟲如何促進創新

正如《Futuris》記者 Anne Devineaux 在奧地利林茨發現的那樣,研究人員正在模仿大自然來促進創新。

「角蜥蜴」是它們關注的焦點,因為它們的皮膚在運輸液體方面具有特殊的特性。

這些蜥蜴起源於北美的沙漠地區,只需要一滴水就能生存。

大自然優化了一個聰明的系統,使它們能夠收集落在它們背上的露珠或雨滴。這是這些研究人員最感興趣的機制。

林茨約翰開普勒大學的生物學家弗洛里安·希申(Florian Hischen) 解釋說:「我們在這裡研究的蜥蜴皮膚上有一種微觀結構,使它們能夠在皮膚鱗片之間非常快速地獲取液體。

「在皮膚的鱗片之間,我們有一個毛細管系統,一個通道系統,它可以非常快速、被動地將液體輸送到動物的頭部,然後它們可以用頭部的角吸收和飲用通道系統中的液體。

扁蟲也發揮了作用

除了蜥蜴之外,科學家也對來自南美洲雨林的扁平昆蟲感興趣。強大的電子顯微鏡可以顯示動物表面的奈米級三維模型。

「我們發現,對於昆蟲和臭蟲來說,較小的微觀結構負責向特定的身體方向輸送防禦分泌物,」希申告訴歐洲新聞。

“防禦分泌腺位於翅膀下方。產生的防禦分泌物通過微結構輸送到翅膀附著點,在那裡蒸發並發臭,並抵禦可能的捕食者。”

在伊拉克利翁附近的克里特島,第四研究所也參與了這個歐洲項目。那裡的科學家專注於雷射技術。他們的目標是在人造材料上複製生物學家發現的模型。他們使用短脈衝雷射器,可以在很小的範圍內進行工作。

IESL-FORTH 光學工程師 Evangelos Skoulas 表示:“當材料受到雷射光束衝擊時,它會被迫改變其結構。”

“你可以製造 3 維結構。它們的尺度和分辨率可以從幾微米(想像一下你的頭髮有 100 微米)延伸到十分之一奈米。”

研究總監兼專案協調員 Emmanuel Stratakis 進一步向「Futuris」解釋了它是如何運作的。

“你可以在這裡看到一個在特定位置具有特定結構(親水或疏水)圖案的區域。這種圖案組合可以以盡可能高的效率將液體驅動到特定方向。”

創新效益

特別是,正在對鋼材進行測試。設想的應用之一是製造創新的微機械零件,其摩擦力以及磨損將減少。

「如果我們有微機械部件,我們有兩個透過潤滑劑相互接觸的表面,那麼,我們可以透過在這些表面上進行圖案化,添加具有特定幾何形狀的圖案化表面結構,從而有效地減少表面之間的摩擦,」斯特拉塔基斯說。

這些仿生表面還計劃進行許多其他研究方向,從乾旱時有效收集水到生物醫學領域的應用。