一场旷日持久的战争仍在继续,交战的一方是长有黏足的蜘蛛等昆虫,另一方则是长有光滑表面的猪笼草等被动型食虫植物。不过,真正的赢家实际上是研究这两者的材料科学家。
没有摩擦就代表没有阻力,没有阻力就意味着减少耗损,而低耗高能对于材料科学来说是至关重要的,所以长期以来,人类都在孜孜以求地寻觅完美的无摩擦表面涂层。科幻大师弗兰克·赫伯特在其巨著《沙丘》中就设想了一种对水完全无摩擦的流量计,因为对于生活在沙海中的人来说,水是一滴都不能浪费的:
左边响起溅水的声音。她沿着阴影中的弗瑞曼队列看过去,见保罗身边站着史帝加,正和司水员一起,把他们背负的水倾倒进一个流量计,然后流入水池……水流过之后,水表的水槽壁上没有留下任何水渍。看样子,流过这些槽壁的水在某种力量的作用下失去了原有的附着力。
世界上最黏的表面是壁虎和蜘蛛的脚,同理,最光滑的表面也存在于自然界中。德国马普学会的金属研究所以及霍恩海姆大学的研究人员发现,食虫植物便是利用其无比光滑的表面捕捉猎物的。
猪笼草
这种植物一般由盖子、口缘(陷阱入口的一个环),光滑区和消化区构成。光滑区的表面上覆盖着两层结晶蜡。上层的结晶体会破坏昆虫用于固定身体的粘附器官。组成该结晶体的是众多形状不规则、长约30~50纳米的薄片,它们与植物外壁大体垂直。而下层的结晶体则更像是泡沫塑料,由相互连接的膜状薄片构成。与上层结晶体不同的是,下层结晶体棱尖角锐,并无明确的指向。这一层结构进一步减少了昆虫的脚与植物外壁的接触。
其实,这种光滑的表面也并非食虫植物所特有。您可能也曾留意过,荷花的表面也具有极强的斥水性,水滴会像玉珠一样在花瓣上自由滚动,所以杜甫才会有“棹拂荷珠碎却圆”的诗句。
植物的这种构造是通过漫长进化形成的,而科学家根据仿生学原理,已经研制出了类似的高度光滑的新材料,比如可以自动清洗的玻璃等。
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