仿生功能表面(仿生表面工程是什么专业)

科技名词|什么是仿生表面？

仿生表面

biomimetic surface

全称：仿生功能表面

定义：模仿生物功能原理的表面。

学科：机械工程_机械设计与制图_机械设计_机械仿生学

相关名词：生物附着 黏附力 减阻

图片来源：视觉中国

几十亿年来，自然界中的生物不断优胜劣汰，为了生存和发展，现存的生物都进化出各自的特点以适应环境：如鲨鱼因表皮覆盖具有减阻功能的微米级肋条鳞状突起结构而能在水下快速游动；壁虎因脚掌覆盖百万根可与壁面形成强大附着力的亚微米级角蛋白毛而能在垂直墙壁和天花板上自由行走；荷叶因表面覆盖微纳米粗糙结构和低表面能蜡层而具有超疏水自清洁效应；蚊子口针因带有微纳米锯齿结构下颚而能无痛刺入人体皮肤并吸食血液；贝壳珍珠层因具有由微米级的碳酸钙薄片和更薄的有机基质以“砖—泥”形式组成多尺度多级次结构而比普通碳酸钙具有优异得多的力学性能。

自然界中的生物表面因具有特殊微结构而拥有抗冰、抗腐蚀、抗生物附着、超强黏附力、减阻、自清洁、减摩耐磨、抗冲蚀等优异功能，这为科学技术的发展和进步提供了模仿和借鉴思路，比如可通过制造与生物相似的微结构进而拥有类生物功能的仿生表面。瑞士工程师乔治-德-麦斯他勒模仿牛蒡植物的钩状毛刺发明了人们在日常生活中常用的魔术贴，澳大利亚Speedo公司模仿鲨鱼皮发明了减阻泳衣，美国Adaptive Surface Technologies公司模仿猪笼草超滑移表面发明了防粘涂料，德国Aqualonis公司模仿蜘蛛丝的高效雾气凝结能力发明了网状雾气收集器来收集风中的饮用水。

我国在仿生表面的基础研究和应用研究方面处于国际先进水平，清华大学、北京航空航天大学、吉林大学、香港城市大学等单位在揭示生物体与特殊功能的构效关系、建立仿生表面的设计准则以及推进仿生表面的实际应用方面作出了贡献，其中吉林大学模仿生物脱附减阻特征发明了减粘犁壁、防粘镇压辊、减摩活塞、耐磨轧辊和钻头等多种仿生表面产品。仿生表面

Aqualonis公司模仿蜘蛛丝的高效雾气凝结能力发明了网状雾气收集器来收集风中的饮用水。

我国在仿生表面的基础研究和应用研究方面处于国际先进水平，清华大学、北京航空航天大学、吉林大学、香港城市大学等单位在揭示生物体与特殊功能的构效关系、建立仿生表面的设计准则以及推进仿生表面的实际应用方面作出了贡献，其中吉林大学模仿生物脱附减阻特征发明了减粘犁壁、防粘镇压辊、减摩活塞、耐磨轧辊和钻头等多种仿生表面产品。

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