鸟类羽毛抗撕裂和超耐久原因揭晓

2018-03-27

发明与创新 2018年41期

鸟类飞翔要依靠羽毛。柔软轻盈的羽毛在鸟类的身上很是经久耐用。近日，中国科学家发现了羽毛的一种新型结构，揭示了羽毛抗撕裂能力强和超耐久性的秘密。

鸟类的羽毛与蝙蝠和蝴蝶的膜状翅膀不同，具有更强的自我修复能力和抗撕裂能力。自1665年英国博物学家罗伯特·胡克利用显微镜观察并画出羽毛的草图以来，羽毛的结构和性能便引起了人们的广泛关注。然而，目前人类对羽毛结构的认识仍停滞在“钩子—滑槽”模型上，这个模型忽略了羽毛本身的更微观结构，没有解释出羽毛为什么具有抗撕裂能力和超耐久性。

近日，中科院理化技术所仿生材料与界面科学实验室研究团队，利用X射线显微镜和显微操作系统对羽毛的精细三维结构及其功能进行了观察，发现了羽毛的羽枝间的一种新型机械互锁体系：由钩子、滑道和滑道端部的背刺组成的级联滑锁系统。他们阐明了级联滑锁结构的工作原理：级联背刺阻碍钩子滑离，增大分离力；同时背刺的特殊结构保证钩子能够滑离而不受损坏。这揭示了羽毛抗撕裂能力和超耐久性的秘密。