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《中国科学报》头版:科学家揭示猪笼草“油嘴滑虫”机制
上传时间:2016年04月12日      浏览次数:

    《中国科学报》2016年4月12日头版报道《自然》刊发北航教授仿生表面重要研究进展:

    科学家揭示猪笼草“油嘴滑虫”机制

    本报讯(记者王静) “食肉植物”猪笼草吃虫子众所皆知,但其“嘴唇”即口缘区,在湿润环境下,不需要外部能源推动即可输送液体的奇特现象,被北京航空航天大学和中科院理化所研究团队发现。合作团队还通过解析猪笼草“嘴唇”的微观结构,揭示猪笼草“油嘴滑虫”液膜自动搬运液体、致使昆虫无法驻足而滑落入笼的机理,并建立了液膜输运的理论计算模型。该研究4月7日在线发表于《自然》。

    2013年,中科院院士江雷和北京航空航天大学教授张德远、陈华伟共同对猪笼草“嘴唇”的微观结构与功能及其成分之间有何种关联,展开了研究。实验中,研究人员发现,猪笼草“嘴唇”具有连续搬运能力是其保证湿滑、让昆虫类动物站不住脚的根源。在此基础上,合作团队模拟猪笼草口缘区表面结构进行了压印成形,成功复制了猪笼草口缘区的工作机制,使生物功能转移制造成为现实。并对这一现象进行了数学分析计算和模型建立,使人类广泛应用猪笼草“嘴唇”的功能成为可能。

    “仿生研究的最终目的在于应用。猪笼草口缘区输运的是水,人类若想应用这种生物功能,需要运送的除了水,还可能是油,或其他液体物质的输送,这就需要建立理论基础。”江雷指出。

    审稿专家认为,该研究令人兴奋的是,借鉴生物的精美设计,人类可巧妙地创建非常规工程解决某些难题。虽然这样的工程难以推测出形貌,但新的解决方案已闪耀着光芒。

    猪笼草口缘区这种无功耗的微量输运,势必为人类在节约动力能源方面发挥诸多想象。若应用于农业生产的滴灌,包括提取地下水,将可节约大量电力能源。

    陈华伟告诉记者,利用这种无外部动力输运方式能使水在水平方向上长距离搬运,原理上可无限度延伸。

    张德远说,外科手术中软组织常常黏刀,手术刀在切割几次后,就需要进行清洗,不仅延长了手术时间,更影响了手术的精准性。研究人员效法猪笼草“嘴唇”谋求解决手术粘刀问题,在手术刀上应用类似猪笼草“嘴唇”的滑膜,将有可能让手术刀在切割中不再粘连软组织。目前,相关技术合作团队已申请专利。

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