據(jù)外媒報道,當(dāng)蜜蜂從花朵中采集花粉和花蜜時,它們會反復(fù)地彎曲和伸直腹部--但摩擦卻很小。科學(xué)家們現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了是什么使這成為可能,并且這種機(jī)制可以應(yīng)用到人類技術(shù)中。在北京理工大學(xué)Jieliang Zhao和清華大學(xué)Shaoze Yan的帶領(lǐng)下,一組中國科學(xué)家最近研究了構(gòu)成蜜蜂腹部外骨骼的重疊外板。
盡管當(dāng)腹部彎曲時,這些外板會相互滑動,但幾乎沒有磨損的跡象。
研究人員利用掃描電子顯微鏡觀察到外板的外表面覆蓋著細(xì)小的分支毛發(fā)。為了觀察這些毛發(fā)是否會減少摩擦,科學(xué)家們繼續(xù)在兩個表面上移動一個外骨骼部分--一個表面上覆蓋著毛發(fā),另一個表面沒有。
結(jié)果顯示,當(dāng)給定載荷作用于管片時,毛狀表面產(chǎn)生的摩擦量明顯小于無毛表面產(chǎn)生的摩擦量。同時,隨著載荷的增加,無毛表面的摩擦力也相應(yīng)增大,而與有毛表面的摩擦力幾乎沒有變化。
基于這些發(fā)現(xiàn),科學(xué)家們確定,在腹部運(yùn)動(正常的采花活動的一部分)期間,這些毛發(fā)減少了約60%的磨損。這不僅讓外骨骼板持續(xù)更長的時間也減少了彎曲腹部所需的能量從而讓蜜蜂覓食的時間更長。
現(xiàn)在,人們希望類似的合成微結(jié)構(gòu)最終能被整合到更持久、更節(jié)能的設(shè)備中,如用于軟機(jī)器人的致動器和鉸鏈。