蛇的皮膚表面激發(fā)了了不起的紀(jì)錄，在高性能材料測試中，提供了驚人的40％減少摩擦的紀(jì)錄。

    這些新的表面可以改善機(jī)械部件中機(jī)器的可靠性，如高性能汽車，和添加軟骨結(jié)構(gòu)到工程師設(shè)計的新一代太空探索機(jī)器人。

    一篇討論這些結(jié)果的文章發(fā)表在2015年6月1日IOP出版的《Bioinspiration&Biomimetics 》雜志上。

    生物學(xué)家已經(jīng)研究了許多蛇和蜥蜴的皮膚，這些材料以在運(yùn)動過程中降低摩擦而聞名。同時它們也耐磨損，特別是在干燥，多塵或沙的環(huán)境。

    Greiner博士和他的團(tuán)隊(duì)所使用的激光蝕刻鋼銷的表面，使其酷似蛇皮的紋理。然后，他們測試了在當(dāng)這些鋼銷移動時對另一面的摩擦。

    在干燥條件下，例如沒有油或其它潤滑劑使，鱗片狀表面上產(chǎn)生少得多的摩擦，減少40％，與光滑的表面對應(yīng)。

    首席研究員，Christian Greiner博士說：“如果我們僅僅減少摩擦1％，都足以使我們做工程的同事們感到高興；而減少摩擦40％確實(shí)是一個飛躍，每個人都很興奮。”

    有可能的應(yīng)用是制成微米或納米尺度的機(jī)械裝置。常見的例子有汽車防抱死制動系統(tǒng)，計算機(jī)硬盤驅(qū)動器，并呼吁加速計的部件，這意味著你的手機(jī)就可以判斷它是在肖像或風(fēng)景模式，你的運(yùn)動手環(huán)可以在你移動時自動計步數(shù)。

    “當(dāng)工程師希望挑戰(zhàn)極限時，我們的新表面紋理將主要進(jìn)入自己，”Greiner博士說。

    蛇的皮膚表面可在高端的汽車工程中使用，如一級方程式賽車；可用在高度敏感的科學(xué)設(shè)備，包括安裝在同步加速器，如英國的鉆石光源，或瑞士的大型強(qiáng)子對撞機(jī)傳感器；任何地方的工程挑戰(zhàn)都是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)移動部件的小型化。

    人們對于蛇皮材質(zhì)啟發(fā)的材料被用于制造機(jī)器人一直很有興趣，意思是機(jī)器人的設(shè)計，而靈感來自于蛇，這可能幫助探索地球上很糟糕而嚴(yán)酷的環(huán)境，甚至在太空中。這個訴求的提出對Greiner博士的研究小組是新的挑戰(zhàn)，即使材料僅在一個方向上減少摩擦。

    任何感受過蛇的皮膚的人都會知道，蛇皮的鱗片都順著同一方向，以此來幫助蛇的向前運(yùn)動，同時抵制運(yùn)動的倒退。鋼銷用于此研究，測試模仿蛇皮在整體表面紋理上，但至少在兩個方向上減少摩擦。

    Greiner博士用聚合物，更加緊密地模仿蛇皮僅在一個方向上減少摩擦，并取得了一些進(jìn)展。他說這是他的初期工作，而以后的工作還沒有計劃進(jìn)行發(fā)表。

    唯一需要警告的是，這個新的表面不會在油或者潤滑劑存在的環(huán)境中很好地工作。事實(shí)上，蛇皮效應(yīng)可以產(chǎn)生比同等的平滑面多三倍以上的摩擦。

 

責(zé)任編輯：王元

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