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[新闻] 小小叶蝉有“超级推进”能力

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sunkosun 发表于 2023-5-4 19:44:02 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
参考消息网5月4日报道 据美国趣味科学网站近日报道，一项新研究发现，作为蝉类近亲的昆虫叶蝉能够以超高速弹射出尿液滴，从而揭示了自然界中第一例已知的“超级推进”现象范例。

科学家指出，这种新近被发现的现象有助于这些昆虫在排尿过程中节省能量，并有可能启发人类开发更好的自我清洁装置和柔性机器人引擎。

在这项新研究中，研究人员对名为玻璃翅叶蝉的蝉类近亲进行了考察。这种昆虫的体长大约为1.2厘米。

这种叶蝉的饮食构成中有95%是水，且其中所含营养成分很少。因此，这种昆虫会不断地吸入木质部汁液以便获得足够多的食物，并且每天会排出多达身体重量300倍的尿液。相比之下，人类每天的排尿量大约是体重的1/40。

研究者们指出，尽管人类对于进食力学有很多了解，但是对于排泄物理学却仍然知之甚少。他们把研究重点放在叶蝉身上，以便弄清它们小小的身体是否进化出了任何聪明的创新，从而能勉力地不断喷射“叶蝉雨”尿液。

科学家们利用高速摄像机和显微镜对位于叶蝉尾部的一个学名为“肛门触针”的构造——研究者称之为“尾部弹射器”——进行了分析。当叶蝉准备排尿时，该触针会向下弯曲以腾出空间，与此同时它挤出一滴尿液。当这滴尿液的量达到最佳时，触针会进一步向下弯曲，然后像弹球机里的弹板一样把尿滴以超过40个重力加速度弹射出来——是加速最快赛车的10倍。

这项发现揭示了一种被称为“超级推进”的现象，该现象以前只存在于人工环境。

论文第一作者、佐治亚理工学院生物物理学家埃利奥·沙利塔说，这项研究结果可能有助于工程师们研制以较少能量进行自我清洁的装置。

沙利塔说：“由于表面张力，水滴往往会附着在物体表面，这在多种情况下——例如打扫卫生和防止电子设备受损时——是不利的。液滴的超级推进现象将提供一种通过让物体表面以液滴的振动频率振动来去除液滴的方法。”

沙利塔说，此外，该研究结果还可能有助于改善柔性机器人用于产生动作的引擎。（编译/曹卫国)


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