鸭子羽毛为什么防水(鸭子羽毛结构)

俚语“Like water off a duck's back”的引申含义是“毫无意义”（通常用于批评他人），是指鸭子身上的羽毛就像雨衣一样，水在上面呆不住，一下全滑掉了。现在，弗吉尼亚理工大学的工程师们已经研究出了这些羽毛是如何工作的，并开发了可以帮助船只更容易在水中滑行的合成羽毛。

鸭子羽毛的防水能力来自于几个串联起来的特征。其一，鸭子会定期将来自特殊腺体的油涂抹在其外层羽毛上，这使得水形成水滴并直接滚落。但羽毛的微观结构也起着关键作用，它可以捕获空气，使水远离鸟类的皮肤。

弗吉尼亚理工大学的研究人员首先调查了当这些羽毛的多层堆积在一起时会发生什么。他们部分密封了一系列的羽毛，并将它们堆放在一起，使未密封的部分排成一排。这被放置在一个压力室中，然后将水倒在顶部的羽毛上，用管道输送空气，迫使水通过羽毛向下流动。

研究小组发现，可以理解的是，羽毛的层数越多，需要更大的压力才能让水通过它们。而且可以肯定的是，似乎不同的鸭子物种会倾向于拥有恰到好处的羽毛层，以根据它们通常潜入的深度保持干燥。

该研究的通讯作者 Jonathan Boreyko 说：“我们的假设是使用多层羽毛，这样水只进入一部分，但下面有气囊。只要这些气囊存在，它就能防止一种叫做不可逆的润湿。只要湿润只是部分的，他们就可以在浮出水面时把它甩出去”。

基于他们从自然界学到的东西，研究人员随后开始设计他们自己的合成防水羽毛。他们从一张薄薄的铝箔开始，然后用激光在上面切割出一系列仅十分之一毫米宽的槽，然后他们在上面蚀刻出一种类似于小毛发的纳米结构。其结果是一个高的表面积，更容易捕获空气袋。

当他们再次进行测试时，研究人员发现他们的合成版本与他们的自然灵感一样好用。该团队表示，这项技术最终可以用于制造船舶的合成羽毛，以帮助减少阻力并阻止蔓足下纲（Barnacle）的附着。

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