对3D仿生鱼牙结构进行表面修改,以减少拖
Kang Yang1, Xinping Yu2, Xianxian Cui3
1CAS Key Laboratory of Bio-inspired Materials and Interfacial Science, Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100190, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|January 17, 2025
概括
鱼的皮肤是鱼的皮肤.
科学领域:
- 仿生学和流体动力学.
- 表面科学和材料工程.
背景情况:
- 鱼皮肤的自然肋状结构减少了阻力,并提供了保护.
- 表面湿透性和子牙腔在阻力减轻中的作用尚未完全理解.
研究的目的:
- 调查表面湿透性和子牙腔设计如何影响阻力减小.
- 探索生物模拟策略,以优化人造表面的阻力降低.
主要方法:
- 使用3D打印制造现实的鱼牙阵列.
- 修改表面以达到超性,超性和混合湿性 (ELIB,EBIL).
- 在流中测试不同高度和湿度配置的牙.
主要成果:
- 超疏水性和混合湿透性牙膏 (ELIB,EBIL) 实现了高达20%的阻力降低,性能优于超疏水性表面.
- 较短的牙高度进一步增强了阻力降低.
- 在子牙腔中减少了形形成,与较低的阻力相关,这表明阻力减轻的机制.
结论:
- 表面湿透性和腔室设计对于减少生物模拟鱼皮肤的阻力至关重要.
- 超水或部分超水表面,结合优化的腔体几何学,可以显著减少阻力.
- 鱼粘液可能通过减轻流来减轻阻力,为人工表面设计提供了洞察力.
