東京大學工業科學研究所助理教授 Kazuya Saito 領導的一個研究小組闡明了瓢蟲折疊後彈簧的巧妙變形機制。有望應用於各種產品。

 瓢蟲是一種飛行能力極強的甲蟲,可以瞬間展開一個後彈簧(後翼:一對在兩對飛濺後面)起飛。這種高速展開使用飛濺的恢復力打開,但折疊方式的常規解釋是模棱兩可的。折疊時,第一個封閉的吊艙彈簧(elytron:帶有波爾卡圓點的硬前飛濺)擋住了,無法觀察到存儲過程。

 因此,這一次將用於美甲的光固化樹脂製成的透明人造豆莢彈簧移植到瓢蟲身上。從用高速攝像機拍攝的視頻來看,瓢蟲靈巧地利用莢彈簧內部的曲面和邊緣以及新月形的翼脈(支撐後翅的骨骼)將折疊線引入飛濺並摩擦它們與背部。很明顯,它正在逐漸拉動水花。

 此外,當使用微型CT掃描儀分析展開和存儲時飛濺的三維形狀時,發現使用了用於捲尺的“捲尺結構”。這種結構在拉伸狀態下穩定並表現出足夠的強度,並且可以根據需要在任何地方進行彈性彎曲和折疊。

 瓢蟲的後彈簧是“飛行”和“折疊”功能的完美結合,充分利用了車架的部分靈活性。從中汲取經驗,有望應用於各種形狀多變的產品的設計和製造過程,從人造衛星的大型天線開發到雨傘、折扇等生活用品。

論文信息:[美國國家科學院院刊(美國國家科學院院刊)(在線版)]人工elytron移植和顯微計算機斷層掃描對瓢蟲後翅折疊的研究

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