龍谷大學內田金吾教授的研究小組利用獨創技術,在世界上首次成功地再現了白蟻翅膀的表面結構。此外,旭川醫科大學、理化學研究所、東京藥科大學也參與了研究。
近年來,對模仿和利用生物體的各種功能和結構的仿生學(仿生科學)的研究一直很活躍。已經開發出許多模仿各種生物體結構的功能材料,例如模仿牛蒡子的魔術貼和荷葉的超疏水錶面。
一隻澳大利亞白蟻在雨季飛到一個新的棲息地,以保護自己免受天敵的侵害。機翼有一個獨特的系統,可以排斥大水滴,將小水滴收集到一定大小,然後通過拍打翅膀將它們從表面釋放出來。
為了重現白蟻翅膀的結構,研究小組通過混合兩種類型的“光致變色分子”製作了一種晶體薄膜,這種分子在光線照射下會發生可逆的顏色變化。當對混合前的單分子形成的表面照射紫外光時,發生光致變色反應,可以形成兩種大小不同的晶體排列在表面上的晶體膜。這種表面結構與白蟻翅膀的表面結構非常相似。
因此,當在所形成的表面上噴射小水滴時,直徑約100μm或更小的水滴被吸附並且更多的水滴被排斥。這些水滴的大小分別與霧和雨滴的大小相匹配,通過模仿結構,我們成功地再現了白蟻所表現出的排斥大水滴和收集小水滴的功能。
這種表面有望用作保持表面清潔的自清潔材料、可以從空氣中的霧中收集水滴的材料以及可以保留水滴的功能材料。