為了在西南非洲干旱的荒野中生存，納米比亞沙漠甲蟲從稀薄的空氣中收獲水。藍莓大小，長腿的昆蟲將其凹凸不平的身體傾斜到風中，使霧滴積累并從機翼盒中滴落到嘴中。多年來，科學家們一直在嘗試學習昆蟲的秘密，以幫助為缺水地區(qū)的社區(qū)提供潔凈的水?，F在，一個研究人員團隊對昆蟲身體的紋理如何幫助其收集水有了更深入的了解。

當納米布沙漠甲蟲(Stenocara gracilipes)“起霧”時，水滴撞擊其腹部并滑落其身體。研究人員花了數十年的時間試圖發(fā)現昆蟲的表面如何將飛沫傳播到其嘴中。但是首先，甲蟲必須收集飛沫。因此，俄亥俄州阿克倫大學的物理學家亨特·金(Hunter King)和同事們集中精力研究了甲蟲的形狀和質地如何增加它們可以從空氣中捕獲的水滴數量。

金說起來似乎很容易，“但是，如果您試圖抓住它，它就在您的指尖，”。“這就是整個問題。很難使兩件事相互聯系。”

金和他的團隊使用3D打印技術創(chuàng)建了多個具有不同表面紋理的球體(凹凸，凹凸和光滑)，并在專門設計的風洞中對其進行了測試，以查看它們可以從霧蒙蒙的微風中抽出多少水。他們發(fā)現凹凸不平的表面是霧狀磁鐵：表面上具有1毫米團塊的球體捕獲的液滴的效率幾乎是具有相同表面積的光滑球體的2.5倍。

為了從微觀層面了解發(fā)生了什么，金與動物運動專家Mattia Gazzola及其研究生伊利諾伊大學厄巴納分校的學生Fan Kiat Chan取得了聯系。Gazzola的實驗室專門從事流體動力學模擬。兩位研究人員創(chuàng)建了一個計算機模型，以觀察作用在水滴上的不同流體動力如何使水滴或多或少地附著在球體的紋理表面上。

研究小組發(fā)現，一個重要因素是表面的潤滑程度。如果總是有薄薄的水膜，則水滴不易粘在上面?？茖W家本周在華盛頓州西雅圖市流體力學年會的美國物理學會年會上的一份報告中指出，表面的微觀紋理(在微米水平上的光滑度或粗糙度)也影響了液滴的行為。

Chan說，如果研究人員可以操縱這些特性來創(chuàng)造出更有效的甲蟲啟發(fā)的材料，工程師們可以為難民帳篷設計一種集水裝置，以從風中捕捉水滴。此類材料也可以制成瓶子，然后可以使用空氣中的水重新填充。

在一些干旱地區(qū)，例如摩洛哥撒哈拉沙漠的邊緣，居民多年來一直在積霧。他們使用網格將水引導到管道中，然后將水運回村莊。Chan說，霧仍然是一種難以捕捉的資源，即使效率略有提高也可能使口渴的社區(qū)受益。

布萊克斯堡弗吉尼亞理工學院和州立大學的生物力學工程師喬納森·博雷科(Jonathan Boreyko)說，將甲蟲研究的重點轉移到昆蟲如何能夠收集如此多的霧上是一個好舉動，他沒有參與這項工作。他指出，甲蟲積水過程的這一方面長期以來一直被忽視。

Boreyko說，還有甲蟲啟發(fā)的技術將在實驗室之外發(fā)揮多大作用，還有待觀察。“您必須問，'您是否真的可以將這種甲蟲方法擴大到足以收集足夠在人類層面上真正重要的水的東西?'