《格柵狀多級結構蚊子腿水面起降力學行為研究》是依託遼寧工業大學，由孔祥清擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：格柵狀多級結構蚊子腿水面起降力學行為研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：孔祥清
- 依託單位：遼寧工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
小型水面昆蟲腿部的天然超疏水結構及水面運動功能近年來引起了廣泛的研究興趣，成為國際上力學和材料工作者爭相研究的熱點問題之一。蚊子是一種極為常見的小型水面昆蟲，腿部擁有獨特的微納格柵狀多級結構和水面起降功能。本項目以蚊子腿為研究對象，研究蚊子水面起飛和降落過程中腿部及表面微納格柵狀多級結構與水面作用的力學原理。具體內容包括：研究蚊子水面起飛和降落過程中腿部的運動方式和規律；重點對單根蚊子腿壓向及脫離水面的動態過程進行實驗和理論研究，分析蚊子腿部的水面動態承載能力及影響機制；並從微觀角度研究蚊子水面起降過程中微納格柵狀多級結構與水面的作用方式和機理，分析微納格柵狀多級結構在蚊子水面起降功能中的作用。本項目旨在揭示微納格柵狀多級結構蚊子腿水面起降行為的內在特性及力學原理，為仿生超疏水界面材料及微型水面交通工具等相關領域的仿生設計與製造技術提供科學理論基礎。
結題摘要
本項目以蚊子腿為研究對象，從巨觀和微觀兩個角度出發，研究了蚊子水面起降運動過程中腿部表面的微納格柵狀多級結構與水面作用的力學原理及相關科學問題。首先設計實驗方案並結合理論分析從巨觀角度對一些影響因素，如蚊子腿部表面蠟質層、微納觀結構、柔性、下壓角等因素對蚊子腿的超強水面承載力的影響規律進行了系統分析，並著重對蚊子腿部跗節部分的水面承載性能進行了研究；接下來從微觀角度對蚊子腿部表面微納格柵狀鱗片結構與水滴的相互作用狀態進行了實驗觀察，研究分析了蚊子腿部表面微納格柵狀鱗片的各向異性黏附機理；最後利用高速攝像機觀察分析了蚊子水面起降過程腿部與水面的接觸狀態，揭示了蚊子腿部表面微納格柵狀多級結構在其水面運動過程中的動力學效應。相關研究成果不僅對於完善現有的水面昆蟲水上運動機理，而且對於相關材料和結構的仿生設計都具有重要的科學意義與套用價值。
