北京
亞洲玉米螟俗稱玉米鉆心蟲，是一種喜歡啃吃玉米的害蟲。科學家發現，它的頭特別“鐵”，在取食過程中能反復穿透堅硬的玉米莖稈，持續承受沖擊卻能完好無損。
受這一昆蟲頭部結構原理啟發，中國農業科學院深圳農業基因組研究所梁翔禹團隊聯合大連理工大學，研制出一種超強耐沖擊水凝膠，可大幅提升無人機等設備在碰撞環境下的可靠性。相關研究成果日前發表在國際學術期刊《先進材料》上。
該研究團隊介紹，在自然界中，許多生物僅靠肉體之軀就能通過精妙的多層級結構實現強大的力學性能，昆蟲表皮就是典型代表。研究團隊深入解析亞洲玉米螟頭殼內層表皮的蛋白組成，發現其“鐵頭”特性源于頭殼內表皮獨特的層狀結構，該結構能夠迅速化解局部受到的沖擊力。
由此，研究團隊模仿亞洲玉米螟幼蟲頭殼的結構特點，在實驗室中成功“復刻”出具有類似仿生層狀結構的水凝膠。經檢測，該仿生水凝膠的抗沖擊韌性可達每平方米23534焦耳，比傳統的蛋白質或幾丁質水凝膠提高了超千倍。
為驗證實際效果，研究團隊將這種水凝膠安裝在農業害蟲偵查無人機的防撞支架上，并在模擬果園環境的復雜通道中進行測試。結果發現，配備了水凝膠的無人機在多次碰撞后僅出現短暫晃動，隨即恢復穩定飛行，機體完好無損；而未安裝的無人機碰撞后便失控墜毀，支架受損。
業界專家認為，該研究為新一代仿生材料的設計與制造提供了新思路，在智能農機、柔性機器人、可穿戴設備、精密傳感器防護等領域具有廣闊的應用前景。
來源：光明日報
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