飞机涂料与鲨鱼皮

  还记得当年在世界泳坛引起轰动的鲨鱼皮泳衣吗？这种利用仿生技术、模仿鲨鱼皮制作的泳衣，能够极大减小水的阻力，许多选手穿着它劈波斩浪，创造了一个又一个世界纪录。

  最终，这项技术由于涉嫌影响赛事公平公正，被禁止在比赛中使用。

  不过人类对于鲨鱼皮的研究并未停止。鲨鱼皮表面充满了微小的沟槽结构。例如灰鲭鲨——世界上游得最快的鲨鱼——的身体两侧和鱼鳍上就有成排的微小凸起的鳞突。研究人员认为，这可能是灰鲭鲨拥有闪电般游泳速度的关键。发现线索后，研究人员利用CT扫描研究其齿状鳞片结构，还采用建模和3D打印还原了其结构，并把它们用20多个不同的排列、位置和尺寸的模型放置于水流箱体中做测试，最终发现这种结构可以减小鲨鱼在水中的阻力，并有利于其在捕食时保持体力。

  飞机在空中高速飞行时也会遇到和鲨鱼一样的挑战——巨大的阻力。其中，空气阻力的40%来源于“边界层分离”——当物体在移动时，其表面附带一层近乎静止的水或空气，这时就会出现产生把物体向后拖拽的漩涡。细心的读者一定也发现了，生活中高尔夫球上的凹坑就是模仿鲨鱼皮，通过球体表面的凹坑打破这一附面层，让球飞得更远。那么，如果把对鲨鱼皮的研究运用到飞机上，是不是也能减小来自空气的阻力。

  为此，某研究所设计了一种涂料，模仿鲨鱼皮加上了相似的小沟，并用蜡纸版作为飞机最外侧涂层。该涂料可以抵挡紫外线，正如“鲨鱼皮”结构能使运动中的鲨鱼减少能量消耗，这些微小的沟槽也将帮助喷气式飞机降低油耗。该研究所表示应用该涂料可以使每架飞机每年节省448万吨燃油。

  机舱设备与荷叶

  “结亭临水似舟中，夜雨潇潇乱打蓬。荷叶晓看元不湿，却疑误听五更风。”

  宋朝江万里《荷花》中描绘出一个场景——听见夜雨潇潇，打在了荷叶和亭子上面。白天去看雨后荷花，却发现荷花荷叶并不沾水。

  这世上有很多花木，唯有荷叶不沾水。研究表明，这是因为在荷叶的表面有一些细小的凸起。这些在显微镜下才能看到的小凸起，其空隙被空气填满。当雨水打下来时，再小的水滴也会在这些小凸起上滚来滚去。也就是说，在雨水和荷叶之间存在着一点距离，它让荷叶有了神奇的自洁功能。

  科学家受此启发，模拟莲叶做了实验，发明了纳米自洁衣料和建筑涂料。如此，只需在衣料或涂料上加一点水，使之形成水滴，水滴跌落而灰尘尽去，衣物和建筑便可得以自我保洁。在沙特阿拉伯，已经有这样的建筑物了。这样的建筑表面，自然用不着劳驾工人去辛苦清洗。不仅如此，现代生活中也有很多日常用品使用了这项技术。例如采用超疏水纳米涂层的雨伞，其可以做到滴水不沾，完全不用担心湿漉漉的雨伞会把包包弄湿，上一秒拿来挡雨，下一秒就能塞进包里。

  那么，在飞机客舱内，干净整洁的环境是必不可少的，飞机上能否运用荷叶的自洁功能呢？答案是肯定的。

  人们同样在机舱设备涂层设计上寻找到了灵感。在客舱内部有专门的涂层，这种涂层可以使水分以滚珠的形式流走并同时去除污物。这样就提高了飞机的清洁度，同时还能省水、减重、降耗并减少碳排放。目前，该设计已经在空客飞机上的卫生间内得到了应用。未来，座椅和地毯的材料也很可能运用这样的设计。（记者郭子超）