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仿生表面
biomimetic surface
全稱：仿生功能表面
定義：模仿生物功能原理的表面。
學(xué)科：機(jī)械工程_機(jī)械設(shè)計(jì)與制圖_機(jī)械設(shè)計(jì)_機(jī)械仿生學(xué)
相關(guān)名詞：生物附著 黏附力 減阻
圖片來源：視覺中國
【延伸閱讀】
幾十億年來，自然界中的生物不斷優(yōu)勝劣汰，為了生存和發(fā)展，現(xiàn)存的生物都進(jìn)化出各自的特點(diǎn)以適應(yīng)環(huán)境：如鯊魚因表皮覆蓋具有減阻功能的微米級(jí)肋條鱗狀突起結(jié)構(gòu)而能在水下快速游動(dòng)；壁虎因腳掌覆蓋百萬根可與壁面形成強(qiáng)大附著力的亞微米級(jí)角蛋白毛而能在垂直墻壁和天花板上自由行走；荷葉因表面覆蓋微納米粗糙結(jié)構(gòu)和低表面能蠟層而具有超疏水自清潔效應(yīng)；蚊子口針因帶有微納米鋸齒結(jié)構(gòu)下顎而能無痛刺入人體皮膚并吸食血液；貝殼珍珠層因具有由微米級(jí)的碳酸鈣薄片和更薄的有機(jī)基質(zhì)以“磚—泥”形式組成多尺度多級(jí)次結(jié)構(gòu)而比普通碳酸鈣具有優(yōu)異得多的力學(xué)性能。
自然界中的生物表面因具有特殊微結(jié)構(gòu)而擁有抗冰、抗腐蝕、抗生物附著、超強(qiáng)黏附力、減阻、自清潔、減摩耐磨、抗沖蝕等優(yōu)異功能，這為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步提供了模仿和借鑒思路，比如可通過制造與生物相似的微結(jié)構(gòu)進(jìn)而擁有類生物功能的仿生表面。瑞士工程師喬治-德-麥斯他勒模仿牛蒡植物的鉤狀毛刺發(fā)明了人們?cè)谌粘Ｉ钪谐Ｓ玫哪g(shù)貼，澳大利亞Speedo公司模仿鯊魚皮發(fā)明了減阻泳衣，美國Adaptive Surface Technologies公司模仿豬籠草超滑移表面發(fā)明了防粘涂料，德國Aqualonis公司模仿蜘蛛絲的高效霧氣凝結(jié)能力發(fā)明了網(wǎng)狀霧氣收集器來收集風(fēng)中的飲用水。
我國在仿生表面的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究方面處于國際先進(jìn)水平，清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、吉林大學(xué)、香港城市大學(xué)等單位在揭示生物體與特殊功能的構(gòu)效關(guān)系、建立仿生表面的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以及推進(jìn)仿生表面的實(shí)際應(yīng)用方面作出了貢獻(xiàn)，其中吉林大學(xué)模仿生物脫附減阻特征發(fā)明了減粘犁壁、防粘鎮(zhèn)壓輥、減摩活塞、耐磨軋輥和鉆頭等多種仿生表面產(chǎn)品。
（延伸閱讀作者：大連理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院研究員 宋金龍）
責(zé)任編輯：吳婷
