图：新方法从沙漠甲虫、仙人掌和猪笼草获得了灵感

一些生物可在干旱的环境中生存，因为它们已进化出可从稀薄而潮湿的空气中收集水的机制。例如纳米布沙漠甲虫，其翅膀上有一种超级亲水纹理和超级防水凹槽，可从风中吸取水蒸气。当亲水区的水珠越聚越多时，这些水珠就会沿着甲虫的弓形后背滚落入它的嘴中。

图：新方法借鉴了沙漠甲虫、仙人掌和猪笼草的特点

为了解决某些地区干旱缺水的问题，哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）和Wyss生物工程研究所的研究人员，结合沙漠甲虫、仙人掌和猪笼草的特性，设计出一种高性能仿生材料，可更为有效地从空气中收集水。这一方法也为未来仿生学发展打开了新的思路，因为之前每次都是模仿一种生物特性，从没有人将几种不同生物特性结合起来使用。相关研究成果发表在最新一期的《自然》杂志上。

图：相比于平坦光滑表面，包含光滑不对称凸点的表面能收集更多的水量。

图：相比具有相同高度的平坦区域，崎岖不平的壳收集水滴的速度更快

据物理学家组织网24日报道，在本质上，新的系统是受沙漠甲虫崎岖不平的壳、仙人掌上刺的不对称结构和猪笼草光滑表面的启发而设计。新材料利用这些自然系统的特性，再加上该研究小组开发的湿滑液体注入多孔表面技术（SLIPS），收集空气中的水。

图：由仙人掌刺的不对称结构启发，不对称结构能收集液滴。

收集大气中的水，面临的主要挑战是如何控制水滴大小、形成速度及其流向。与以前着重对甲虫壳凝水机制的研究不同，新研究的灵感来自背壳凸起部分也可集水这一发现。

该论文的第一作者、博士后研究员帕克指出，实验发现甲虫背部单独的几何形状凸块可便于凝结水滴，而通过详细的理论模型优化，并将凸块的几何形状与仙 人掌刺的不对称和几乎无摩擦涂层的猪笼草结合，他们设计出的新材料，比其他材料可在更短时间内收集和运输较大的水量。如果没有这些参数，整个系统将无法协 同工作。

该论文的合著者、SEAS副院长基姆说：“目前，这项研究迈出了令人兴奋的第一步。我们将开发出一个可以有效收集水并引导其流到水库的系统。此外，这种方法还能用在工业热交换器上，可显著提高其整体能效。”

消息链接：

Pulling water from thin air

文章链接：

Condensation on slippery asymmetric bumps

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