仿生鱼嘴造出不堵过滤器
时间:2016-04-07 20:58河北网(www.he-bei.cn)
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传统过滤器通常是利用滤网将颗粒物从液体中分离出来,滤网需要经常更换和清理,否则很容易发生堵塞。相比而言鱼类的口腔过滤能力更强,滤食性鱼类,例如金鱼、匙吻鲟、姥鲨和鲸鲨,都能在滤食时保留食物颗粒,同时避免口腔过滤器被杂物堵塞。
美国威廉-玛丽学院的研究团队近日报告说,基于匙吻鲟和姥鲨口腔中被称为“鳃弓”的结构,他们设计了一个3D打印的锥形尼龙塑料过滤器模型。他们将模型放入一个水流池中观察过滤效果,并将其与匙吻鲟口腔结构的过滤机制进行对比。结果发现,无论是模型还是鱼的口腔,都是通过在液体中产生涡旋来捕获颗粒物,并防止堵塞。鳃弓是硬骨或软骨弯曲形成的锥形结构,用于支撑鳃,其中的骨头像老式暖气片一样平行排列。
研究人员解释说,锥形结构有助于鱼口腔中的水流动,形成水流和涡旋,而平行排列的骨头有助于小颗粒物聚集,两者结合作用形成“涡旋跨步过滤”机制,可使比骨头之间缝隙还小的颗粒也能被拦截下来。
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责任编辑:美景
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