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科学日报，北京，2月25日——受沙漠甲虫、仙人掌和猪笼草的启发，哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学研究所(SEAS)和威斯生物工程研究所的研究人员设计了一种高性能仿生材料，它结合了各种生物的特征，能够更有效地从空气体中收集水。这种方法不仅可以解决一些地区的干旱缺水问题，而且为仿生学的未来发展开辟了新的思路。相关研究结果发表在最新一期《自然》杂志上。
一些生物能够在干旱的环境中生存，因为它们已经进化出从稀薄潮湿的气体中收集水分的机制。例如，纳米布沙漠甲虫的翅膀上有超级亲水的纹理和超级防水的凹槽，可以吸收风中的水蒸气。当亲水区域的水滴聚集越来越多时，水滴会从甲虫的拱形背部滚落到它的嘴里。
根据物理学家组织网络24日的一份报告，从本质上来说，新系统的灵感来自于粗糙的沙漠甲虫外壳、仙人掌上不对称的刺状结构和光滑的猪笼草表面。这种新材料利用这些自然系统的特性，结合研究团队开发的光滑液体注入多孔表面技术(SLIPS)，收集0+气体中的水。
收集大气中水的主要挑战是如何控制水滴的大小、形成速度和流向。不同于以前的研究集中在甲虫壳中的水凝结的机制，新的研究受到了后壳的凸起部分也能收集水的发现的启发。
该论文的第一作者、博士后帕克指出，实验发现甲虫背部的单个几何突起可以促进水滴的凝结。通过优化详细的理论模型，将凸起的几何形状与仙人掌刺和猪笼草的不对称结合起来，并且几乎没有摩擦涂层，他们设计的新材料可以在比其他材料更短的时间内收集和运输更多的水。没有这些参数，整个系统将无法协同工作。
该论文的合著者、SEAS学院副院长金说:“目前，这项研究已经迈出了令人兴奋的第一步。我们将开发一种系统，能够有效地收集水并将其引导至水库。此外，这种方法也可用于工业热交换器，这可显著提高整体能效。”
