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时间:2020-04-30
《典型昆虫翅膀表面微观结构功能的探讨.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第37卷第3期长春理工大学学报(自然科学版)Vo1.37No.32014年6月JournalofChangehunUniversityofScienceandTechnology(NaturalScienceEdition)Jun.2014典型昆虫翅膀表面微观结构功能的探讨弯艳玲,廉中旭,丛茜(1.长春理工大学机电工程学院,长春130022;2.吉林大学工程仿生教育部重点实验室,长春130022)摘要:昆虫翅膀在生物进化中优化了结构、功能、材料等特性,对其进行研究,可为仿生材料等方面提供理论依据。本文通过扫描电子显微镜、视
2、频光学接触角测量仪、紫外光分光光度计对蜻蜓、蝉翅膀表面的微观结构、疏水性能以及可见光反射率进行了研究,通过微观结构对疏水性能以及可见光反射率影响的分析,初步探讨了蜻蜓、蝉翅膀表面微观结构的功能。研究表明,蜻蜓、蝉翅膀表面的几何非光滑微观结构的主要成份存在差异,昆虫翅膀的非光滑微观结构不仅增强翅膀表面的疏水性能,为飞行提供质量稳定作用,而且能有效的降低翅膀表面的反射率。关键词:仿生;微观结构;非光滑结构;疏水性能;反射率中图分类号:0647.5、TG66文献标识码:A文章编号:1672—987O(2O14)O3一O038—0
3、5FunctionoftheTypicalInsectWingSurface’SMicrostructureWANYanling一,LIANZhongxu,CONGQian2(1.SchoolofMechatronicalEngineering,ChangchunUniversityofScienceandTechnology,Changchun130022;2.KeyLaboratoryofBionicEngineering,MinistryofEducation,JilinUniversity,ChangChun130
4、022)Abstract:Structure,functionandmaterialofinsectwingsareoptimizedinbiologicalevolution,whichprovideinspira—tionandtheoryforthebiomimeticmaterials.Inthispaper,scanningelectronmicroscopy,opticalcontactanglemeasur-inginstrumentandUVspectrophotometerwereusedtoinvest
5、igatethemicrostmcture,hydrophobicpropertiesandvisiblereflectanceofdragonflyandcicadawingsurface.Therelationshipbetweenmicrostructure,hydrophobicpropertiesandvisiblelightreflectancewasanalyzed,andthefimctionofwingsurface’Smicrostructurewasprobed.Resultsshowedthatth
6、emainingredientsofgeometricalnon-smoothstructureonthedragonflywingwasnotSalTIetothecicadawing,non—smoothstructureofinsectwingsnotonlyenhanceshydrophobicityofwingssurface,whichoffersqualitystabiliza—tionforflight,butalsoCaneffectivelyreducethereflectivityofthesurfa
7、ceofthewing.Keywords:bionics;microstmcture;non-smoothstructure;hydrophobicity;reflectance生物在经过亿万年的进化后,形成了各式各样研究;NewmanDJS、WoottonRJ对蜻蜓翅膀适应环境的结构,而昆虫与其它生物相比具有惊人的褶皱进行了研究;宋凡等人对蜻蜓翅膜表面的的适应能力,其分布几乎遍及全球。昆虫的进化史微观结构及纳米力学性能进行了测量;XiaoKe-也远早于人类,在功能学方面,昆虫具备多种运动形wei等人对蜻蜓翅膜表面的微观结
8、构及纳米力学性态和优异的适应环境能力。其中,在生物进化过程能进行了研究;KeselAntoniaB等人利用有限元中,自然界优化了昆虫翅膀的结构、功能以及材料,方法对蜻蜓翅膀的生物力学进行了模拟分析口;Su-从而提高了翅膀的性能。昆虫翅膀的重量虽不及自nadaShigeru等人对蜻蜓翅膀的结构及扭转变形之
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