參考消息網(wǎng)9月3日?qǐng)?bào)道美國(guó)《大眾機(jī)械》月刊網(wǎng)站8月30日?qǐng)?bào)道稱，對(duì)世界最大的那些船舶而言，鴨毛是下一場(chǎng)革命。全文摘編如下：
當(dāng)今年春天“長(zhǎng)賜”號(hào)貨輪在蘇伊士運(yùn)河擱淺時(shí)，人們才了解到當(dāng)今集裝箱船的體積有多大——僅在過去20年間，它們的體積就增加了一倍。
隨著集裝箱船體積增大，海洋工程師必須想辦法提高這些海上龐然大物的行駛效率。具體而言，他們正在尋找能夠減少阻力、控制排放并最終提高燃料效率的新材料。
為了獲得靈感，他們可能會(huì)把目光投向另一群水上專家：鴨子。
這是美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)研究人員法爾扎德·艾哈邁迪和喬納森·博雷科的觀點(diǎn)。他們?cè)谶^去10年里研究了鴨毛的結(jié)構(gòu)和性能，以了解鴨子如何能夠如此輕松地實(shí)現(xiàn)水下和水面環(huán)境之間的切換。
掌握了這些知識(shí)的艾哈邁迪和博雷科研制出了一種人造鴨毛，他們希望工程師有朝一日能將其應(yīng)用于船舶外部，使船只能夠更高效地在水中航行。今年夏天早些時(shí)候，他們?cè)诿绹?guó)化學(xué)學(xué)會(huì)《應(yīng)用材料與界面》雜志上發(fā)表了這一研究成果。
這些人造鴨毛的故事始于2008年，當(dāng)時(shí)博雷科是位于美國(guó)北卡羅來(lái)納州達(dá)勒姆的杜克大學(xué)的機(jī)械工程專業(yè)研究生。分給他的停車位位于教職工停車場(chǎng)的最遠(yuǎn)區(qū)域，這意味著，他每天下車后要走相當(dāng)長(zhǎng)的一段路才能到教室。這條路經(jīng)過一個(gè)池塘，有一天，博雷科注意到，一只鴨子下潛后浮出水面，抖動(dòng)羽毛后甩掉了水。博雷科意識(shí)到，這是“去濕化”的過程。“去濕化”是一個(gè)流體力學(xué)術(shù)語(yǔ)，指的是呈薄膜狀的液體縮成液滴，就像雨點(diǎn)落在葉子上那樣。
鴨子在下潛時(shí)會(huì)承受流體靜壓力，即水施加的、隨著深度增加而增強(qiáng)的力。對(duì)于潛水員來(lái)說(shuō)，這是一種熟悉的現(xiàn)象。任何跳入深水并感覺到耳鳴的人對(duì)此也不陌生。要繼續(xù)下潛，鴨子必須讓水進(jìn)入羽毛，以減輕部分壓力；否則就會(huì)因浮力太強(qiáng)而被彈回水面。但是，博雷科當(dāng)時(shí)沒有弄清鴨毛這種“去濕化”材料如何能夠在不被浸透的情況下允許足夠多的水進(jìn)入其中。用博雷科的話說(shuō)，在這個(gè)臨界點(diǎn)，鴨毛將“不可逆轉(zhuǎn)地被打濕”。
幾年后，已成為弗吉尼亞理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)副教授的博雷科招募了艾哈邁迪和一支研究生團(tuán)隊(duì)，終于進(jìn)行了能給他期盼已久的答案的實(shí)驗(yàn)。
艾哈邁迪從一家網(wǎng)上批發(fā)商那里訂購(gòu)了野鴨和北京鴨的羽毛。他將用防水膠帶處理過的這堆羽毛放在一個(gè)加壓室內(nèi)，加壓室的上方有一個(gè)裝有蒸餾水的淺水池。在羽毛下方有一臺(tái)數(shù)碼相機(jī)，可以讓艾哈邁迪觀察到水何時(shí)完全滲入了這堆羽毛。
艾哈邁迪發(fā)現(xiàn)，隨著羽毛的層數(shù)增加，推動(dòng)水進(jìn)入羽毛所需的壓力也在增加。博雷科說(shuō)，這一發(fā)現(xiàn)令該團(tuán)隊(duì)感到意外。此前的研究表明，羽小支之間空間的大小是影響水滲入羽毛方式的唯一因素。
只要水沒有滲入最底層的羽毛，鴨子就可以維持住“氣囊”，令羽毛不會(huì)不可逆轉(zhuǎn)地被打濕。這些“氣囊”對(duì)鴨子重新浮出水面、抖干羽毛至關(guān)重要；沒有它們，鴨子就會(huì)沉入水中。
艾哈邁迪的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不僅揭示了羽毛的特性，還揭示了一些基本的鳥類解剖學(xué)知識(shí)。
每種鴨子都進(jìn)化到了一定程度，其羽毛層數(shù)正好使其在潛水時(shí)能保持羽毛基部干燥。
了解到羽毛濕潤(rùn)和“去濕化”的原理后，研究團(tuán)隊(duì)便開始研發(fā)一種人造產(chǎn)品，用激光在鋁箔上切出細(xì)小的縫隙以模仿鴨毛的羽小支。博雷科說(shuō)，他們受生物啟發(fā)做成的“羽毛”的特性與鴨毛“完全相同”。
