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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。
學科：機械工程_機械設計與制圖_機械設計_機械仿生學
相關名詞：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)存的生物都進化出各自的特點以適應環(huán)境：如鯊魚因表皮覆蓋具有減阻功能的微米級肋條鱗狀突起結構而能在水下快速游動；壁虎因腳掌覆蓋百萬根可與壁面形成強大附著力的亞微米級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構和低表面能蠟層而具有超疏水自清潔效應；蚊子口針因帶有微納米鋸齒結構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的碳酸鈣薄片和更薄的有機基質以“磚—泥”形式組成多尺度多級次結構而比普通碳酸鈣具有優(yōu)異得多的力學性能。
自然界中的生物表面因具有特殊微結構而擁有抗冰、抗腐蝕、抗生物附著、超強黏附力、減阻、自清潔、減摩耐磨、抗沖蝕等優(yōu)異功能，這為科學技術的發(fā)展和進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構進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)明了人們在日常生活中常用的魔術貼，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能力發(fā)明了網狀霧氣收集器來收集風中的飲用水。
我國在仿生表面的基礎研究和應用研究方面處于國際先進水平，清華大學、北京航空航天大學、吉林大學、香港城市大學等單位在揭示生物體與特殊功能的構效關系、建立仿生表面的設計準則以及推進仿生表面的實際應用方面作出了貢獻，其中吉林大學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品。
（延伸閱讀作者：大連理工大學機械工程學院研究員 宋金龍）
責任編輯：吳婷
