科技日报记者 张梦然
发表在最新一期《纳米快报》上的研究表明，学习昆虫如何使用水滴清洗身体污垢和污染物，将有助于提高自清洁设备的性能。
水滴从蝉的翅膀上带走污染物。
图片来源：《纳米快报》
许多生物，包括蝉、壁虎和莲花植物，都进化出了防水的蜡质表面，晨露在它们体表能形成完美的圆形水滴。最近，研究人员揭示了这些液滴从昆虫翅膀和植物表面相遇、跳跃和滚动以带走微小污染物的精确机制。类似方法可用于改进人造自清洁设备的设计和功能，包括太阳能电池板、汽车挡风玻璃和生物传感器的涂层。
英国爱丁堡大学工程学院团队观察了自清洁机制如何在蝉的翅膀上发挥作用。通过使用由超级计算机ARCHER2驱动的模拟，他们发现污染物的去除方式取决于水滴、污染物和昆虫翅膀表面分子之间的吸引力。
结果表明，当水滴的力大于将污染物固定在表面的力时，污染物会被液滴吸收，液滴从蝉的翅膀上滚落或跳下；而在其他情况下，大量液滴合并在一起产生的提升力会将污染物从翅膀上弹射出来，形成不可思议的液滴形状，类似于热气球。
研究人员详细了解了自然界如何在不使用电源的情况下去除表面污染，揭示了这一过程所需的关键参数。这项工作对于未来自清洁领域新实验的开发具有广泛的影响，为在电子和生物传感器中利用精密装配开辟了新的途径。