大千世界,无奇不有。自然界的众多生灵,经过长期的进化发展,产生了对环境和生活方式等的特殊适应,水黾就是其中的一个代表。水黾属于昆虫纲半翅目黾蝽科。身材修长,动作轻盈;3对足,前足短,用来捕食,中足和后足细长,长着具有油质的细毛,具有防水作用,用来跳跃和划水。我们在一些武打小说影视作品中看到的武林高手施展水上漂功夫,在水面上快速滑行,这只是文艺创作,和水黾比起来,只能是小巫见大巫。水黾不仅可以在水面自由自在的快速滑行,还能做出自由滑冰运动员的跳跃动作,它是如何练就水上绝世神功的呢?

飞檐走壁轻功水上漂(轻功水上漂---水黾)(1)

飞檐走壁轻功水上漂(轻功水上漂---水黾)(2)

水黾为什么能在水上行走,代表性的说法是水的表面张力作用。在水的表面层中,由于分子间的距离比内部的大,分子间的相互作用表现为引力。这种液体各部分间相互吸引的力,叫表面张力。在表面张力的作用下,液体表面有收缩到最小的趋势。圆球状小水滴的形成就是表面张力作用的结果。

水黾的身体腹面密生着一层细毛。这些毛像一根根涂上油似的,不会被水浸湿,从而使水黾虫依靠水面的张力停留在水面上,不致沉入水中。6条足上也长着许多不沾水但能自由折叠和散开的毛,也起着漂浮斥水的作用。研究人员发现,水黾的腿能排开300倍于其身体体积的水量,这也是其非凡浮力的原因。水黾的一条长腿就能在水面上支撑起15倍于身体的重量而不会沉没。

飞檐走壁轻功水上漂(轻功水上漂---水黾)(3)

我国学者中科院化学所研究员江雷和博士生高雪峰在国际顶级学术期刊《自然》杂志上发表论文,揭示了水黾“水上轻功”的奥秘。水黾之所以能够浮在水面,其腿部特殊的微纳米结构才是真正原因,水黾腿部上有数千根按同一方向排列的多层微米尺寸的刚毛。人的头发的直径大约在80-100微米之间,而这些像针一样的微米刚毛的直径不足3微米,表面上形成螺旋状纳米结构的构槽,吸附在构槽中的气泡形成气垫,阻碍了水的浸润,这种性质称为超疏水性。正是这种超疏水性让水黾能够在水面上行动自如。

飞檐走壁轻功水上漂(轻功水上漂---水黾)(4)

飞檐走壁轻功水上漂(轻功水上漂---水黾)(5)

科学家们模仿水黾设计了能在水面行走的机器人,让机器人去执行监测水质的任务为我们人类社会服务。

飞檐走壁轻功水上漂(轻功水上漂---水黾)(6)

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