更好的吸盘设计 - 在粗糙的表面上工作 - 受到北藏鱼的启发

北荷叶可以紧紧地保持粗糙，粘稠的表面。

手指大小的北茅斯鱼采用世界上最好的吸盘之一。它的腹部有一个小圆盘可以连接到湿，粘稠，甚至粗糙的表面，并保持其体重最多230倍。

华盛顿队大学灵感来自Clingfish的吸力力，旨在开发一种从大自然的设计中借用的人工吸盘。他们的原型在2019年9月9日发表的论文中，在皇家社会B的哲学交易中，实际上比西藏更好地表现。

“我喜欢说，自然总是最好的，”领先作者Petra Ditsche说，他们在圣胡安岛上的UW星期五港口实验室开始这项工作。“在这种情况下，在考虑其附着力时，我们的吸盘更好。”

Clingfish的下侧，包括磁盘对于抓住粗糙表面很重要。

吸盘可以在粗糙或纹理表面上需要强大但可逆的粘​​附力的许多行业有用。这些可能包括标记鲸鱼和其他海洋动物，将传感器连接到污染的水生表面或运行水下车辆以清洁船体。研究人员说，淋浴间设计或工业加工的应用是其他有趣的生物悬浮杯应用领域。

他们的吸盘突破的关键是了解Cringfish的自然吸力如何如此有效地工作 - 特别是在通常导致制造吸盘失效的粗糙表面上。

Clingfish在他们的肚子上有一个光盘，让他们坚持不懈。圆盘的边缘覆盖有微型的毛发结构层，在许多不同的尺寸中。该分层效果沿轮辋产生更多的摩擦，并帮助鱼粘在粗糙的表面上。整个磁盘是柔性和弹性的，允许它适应并保持粗糙，不均匀的表面。

吸盘原型粘在粗糙的表面上。该团队的设计受到了西藏的启发。

“这些鱼在他们可以做的事情中如此令人兴奋。他们可以坚持在藻类中覆盖的不规则岩石，你不能购买一些可逆地坚持那些岩石的东西，“基于星期五海港实验室的生物学和水产科学教授联合作用亚当·萨默斯·萨姆·萨默斯“很多实验和怀疑主义最终导致我们了解它的工作原理。”

西藏家庭中有大约110种已知物种发现。圣胡安群岛周围的人口稳健健康。他们经常坚持在岸边附近的岩石，并且在潮汐池中和岩石下可以看到它们。

许多海洋动物可以强烈地粘在水下表面 - 海星，贻贝和天使，命名几个 - 但很少有人可以像包加鲸一样快地释放，特别是在产生如此多的粘性力之后。

经过五年多的时间来破译藏鱼杯的工作原理，研究人员开始建立自己的原型，从自然的创新借用。

经过多年的实验室测试，组合不同材料有助于给人工吸盘的刚性结构足以容纳张力，而且足够柔软，柔韧以粗糙，柔韧，以令人柔软，柔韧，以柔软而柔韧，以便柔软，并且足够柔软，以柔软，并且足够柔韧，以便符合粗糙表面并粘附在粗糙表面上的刚性结构。他们还发现了一种方法来增加杯子边缘的摩擦。

“这种不同这些不同方面的组合最终给了我们良好的结果，并使我们能够建立一个能够坚持到粗糙表面的吸盘，”Ditsche说。

研究人员通过将它们粘贴到粗糙和光滑的表面的光谱来测试其吸盘设计的几次迭代，然后使用试验机拉动直到每个杯子失效。它们使用天然三丁类吸盘进行了相同的测试。每次，最先进的人造杯优于所有表面上的三明鱼吸力。

Ditsche说，原型准备好与工程师合作，与工程师一起与工程师一起开发概念，并考虑到具体的产品和应用。根据杯子的使用方式，温度和阳光曝光等因素可能需要微调设计。

“了解某事如何工作。然后有理解它如何运作，您实际上可以制作一个。“生物学并不总是给你这个机会，”夏天说。“这是一个非常不寻常的情况，在我们仔细观察时，我们意识到我们可以模仿我们所看到的。”

该研究由国家科学基金会和海运研究所提供资金。

参考：从北藏鱼（Gobiesox Maeandricus学习）：Bioinspired吸杯附着在Petra Ditsche和Adam Summers，2019年9月9日，皇家社会的哲学交易B.doi：
10.1098 / RSTB.2019.0204