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蜜蜂鈥?多毛的腹部展示了如何节约能源,减少材料磨损,行业资讯在线
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蜜蜂鈥?多毛的腹部展示了如何节约能源,减少材料磨损
2022年05月04日    阅读量:292    新闻来源:行业资讯在线  |  投稿

“蜜蜂腹部毛层减摩机理”
ACS应用材料与接口

看着蜜蜂在花丛中嗡嗡作响,不难看出“像蜜蜂一样忙碌”这个词是如何产生的。蜜蜂身体的许多动作之一是腹部的重复弯曲和伸直。现在,研究人员在《ACS应用材料与界面》杂志上报道,他们发现细小的毛发可以减少这些运动产生的摩擦,为勤劳的昆虫的日常活动节省能源,同时减少磨损。这些知识可以帮助研究人员设计更持久的运动部件。

蜜蜂的腹部被分成几个坚硬的外板,构成其外骨骼。当腹部弯曲和伸展时,这些部分相互滑动,产生摩擦。然而,这些片段的重叠部分几乎没有磨损,这一发现让科学家们感到困惑。赵洁亮、严少泽和同事们希望研究蜜蜂腹部的抗摩擦机制,这一机制有朝一日可以用于延长工程软设备的使用寿命,如致动器和铰链。

研究人员在扫描电子显微镜下观察了蜜蜂的腹部,发现其外表面有许多分枝的毛发。然后,使用原子力显微镜,他们测量了外骨骼部分在有毛或无毛表面移动所产生的摩擦力。在相同载荷下,多毛表面的摩擦比光滑表面的摩擦小。随着载荷的增加,无毛表面的摩擦增加,而有毛表面的摩擦没有明显增加。研究人员计算出,在腹部收缩时,毛茸茸的表面减少了约60%的磨损,而且每次收缩都能节省能量。研究人员说,这就积累了大量的守恒能量,对蜜蜂的日常活动至关重要。

作者承认来自中国国家自然科学基金、北京市科学技术委员会和北京理工大学青年基金研究基金项目的资金。

标签:化工应用食品化学
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