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蓝冠招商《Q374919 》动物进化出了各种各样的适应方式来获取它们所需要的营养。对于以花蜜为食的蝙蝠来说,蓝冠招商 长长的鼻子和舌头可以让它们在半空中悬停的时候从花里探进探出。为了帮助实现这一目标,它们的舌头上覆盖着细小的毛发,这些毛发就像一个迷你勺子,用来舀取和拖动美味的汁液。

现在麻省理工学院的工程师们发现,蝙蝠和其他hairy-tongued花蜜的喂食器,喝酒有效的关键在于间距之间的一种微妙的平衡头发舌头,流体的厚度,收缩速度,或动物飞镖速度舌头回把花蜜。当这三个参数都达到平衡时,蓝冠注册 就会有大量的花蜜到达动物的嘴里,而不是流走。

事实上,其他长着毛舌的花蜜捕食者也是如此,比如蜜蜂和袋貂,研究人员发现它们也表现出最佳的“粘性夹带性”,也就是毛茸茸的表面能从浴缸中拖上来的液体量。

麻省理工学院数学系前讲师皮尔-托马斯·布伦说:“对动物来说,有很多不同的饮酒技巧,而我们认为正常的饮酒方式实际上是一种独特的饮酒方式。”“我们希望我们的理论能解释这种令人发指的饮酒方式的主要趋势机制,而且我们相信我们已经合理化了这种特殊的饮酒技巧。”

Brun现在是普林斯顿大学的助理教授,蓝冠官网 他和Alice Nasto(麻省理工学院机械工程系的研究生)以及Anette Peko Hosoi(麻省理工学院机械工程教授兼副院长)一起在麻省理工学院完成了这项工作。研究人员将他们基于数学模型和实验室实验的结果发表在今天的《物理评论流体》杂志上。

从海狸到蝙蝠

流体在多毛表面流动的方式一直是Hosoi实验室持续研究的重点。2016年,该团队制造了布满微小聚合物绒毛的聚合物板,并研究了这些人造毛皮在浸入各种流体浴池时如何捕获空气袋。他们的研究结果揭示了海狸在潜水时是如何利用类似的皮毛来保暖的。这项工作还激发了一个想法,那就是用头发覆盖的潜水服来保持游泳者的干燥和温暖。

“一旦我们做了这些表面,我们就想,‘我们有了这个很棒的系统,我们可以在上面做流体实验——外面还有什么我们可以建模的?’”Nasto说。

在寻找她的下一个项目时,纳斯托遇到了布朗大学研究人员的一项研究,他们拍摄了蝙蝠从一朵花中喝花蜜的高速视频。在分析了视频后,他们发现,当这种动物的舌头从花中伸入和伸出时,它舌头毛发上的小血管充血,促使毛发直立起来,从花中拖出更多的花蜜。

“他们的研究着眼于饮酒行为的生理学,但并没有深入研究花蜜采集的流体力学,”纳斯托说。“所以我们认为,这就是我们的专长所在,我们可以尝试增加这种理解。”

从低谷中预测点滴

为了做到这一点,纳斯托和她的同事们进行了实验,模拟蝙蝠浸湿舌头。他们用聚合物材料制造出长长的、类似舌头的条状物,上面排列着3毫米高的绒毛,尺寸与真正的蝙蝠相似。每个条带上覆盖着密度不同的毛发。研究人员将贴片浸在硅油中,对实验进行高速录像,然后测量当他们将贴片拉回时流出的液体量。

他们开发了一个数学模型来描述表面上毛发的尺寸、表面浸入浴液和浴液性质之间的关系。

作为指导,他们参考了Landau-Levich-Derjaguin,也就是LLD理论,这是一个通常用来描述浸渍涂层的数学公式,特别是在液体浴中浸泡后在平坦表面上留下的薄膜的厚度。Brun开发了一个新的模型来考虑毛状表面的影响,他预计毛状表面会比完全平坦的表面产生更厚的液体薄膜。

“我们假设‘舌头’一开始是充满液体的,并模拟了液体回到浴缸中需要多长时间,”Brun解释说。

在他的新模型中,布伦也加入了一些参数,比如毛发的高度和间距,然后在某种意义上把这个理论反过来,来预测从一个表面流出的液体量,而不是剩下的液体量。

研究小组发现,该模型能够合理准确地预测出研究人员在实验中测量到的液体排出量。

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