“我向你飛,雨溫柔地墜,像你的擁抱把我包圍。我向你飛,多遠都不累。”作為影視劇《還珠格格》的主題曲,《雨蝶》曾經紅遍中國的大江南北,現如今這首歌曲在某音樂平臺仍十分走俏。
雨中的蝴蝶本該是落魄的、艱難的,為什么它能夠沖破雨滴的阻礙和束縛呢?
蝴蝶的名字源于其外形特點。在中國文化中,“蝶”字右邊是“枼”,意為“薄翼”,“蝴”即“胡”,形容很大,所以蝴蝶在中國古代意為“有闊大而扁平翅膀的蟲子”。事實上,蝴蝶翅膀的表面藏有玄機。
很多昆蟲被雨淋后就飛不起來了,蝴蝶卻能保持飛行。自然界中許多鳥類的羽毛具備一定的防水效果,這是由于鳥類的尾脂腺發達,能夠分泌油脂從而實現防水。與鳥兒不同,蝴蝶的翅膀則是用到了“納米技術”。
借助顯微鏡,我們可以觀察到蝴蝶翅膀表面上有很多微小的鱗片,這些鱗片并不是隨意排列的,而是跟屋頂上的瓦片一樣,整整齊齊地疊加并按照前后順序覆蓋在翅膀膜上,形成了一道防水的屏障。而且,這些鱗片之間還有微小的間隙,當雨水在蝴蝶翅膀表面形成水滴時,鱗片之間的間隙可以幫助水滴聚集,從而滑落。
把鱗片放大后,我們能發現其表面并不光滑,粗糙的樣子很像齒輪,上面有一條條凸起的細線。凸起的細線像是齒輪上的齒牙,這種齒牙直徑還不到頭發絲的千分之一,屬于納米級別。
當雨滴落到鱗片上,比針頭還細的齒牙會像扎破氣球一樣,將雨滴分解成很多小水滴,這樣就會大大減輕雨水對蝴蝶翅膀的沖擊力,并且減少蝴蝶翅膀與雨水的接觸面積。同時,這樣的結構還形成了引導坡度,讓水滴沿著鱗片之間的間隙快速滾落到翅膀邊緣。因此,雨點一旦打在蝴蝶身上,只會跟它擦肩而過,而不會淋濕蝴蝶。
不過,如果真的遇上長時間的狂風暴雨,小小的蝴蝶還是沒辦法抵抗住大自然的力量,它們會尋找避雨的地方,并且會收攏翅膀以保護自己的身體免受雨水的侵襲。
蝴蝶翅膀的納米級鱗片,能對水滴產生發散性的排斥作用。科學家們借助這一原理研制出了超疏水涂料。但目前該材料制作成本高、工藝繁瑣,限制了其大規模生產和應用。如果這種超疏水涂料解決了制造成本和制備工藝等問題,將會拓寬其在不同領域的應用,給人類帶來極大的便利。
(作者系湖南師范大學樹達學院學生,指導教師為湖南師范大學肖榮、鄧樂兮)
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