為什么鯊魚可以游得那么快？3D打印鯊魚皮將為你揭秘

南極熊3D打印網(wǎng)報道

    哈佛大學的科學家已經(jīng)利用3D掃描和3D打印技術(shù)制造出3D打印鯊魚皮，他們發(fā)現(xiàn)這種特別的結(jié)構(gòu)可以為鯊魚增加6.6%的游泳速度。
    只有當你離鯊魚足夠近的時候，你才能看見外形光滑的皮膚其實穿插著數(shù)百萬微觀重疊想牙齒一樣的鱗片，稱為“小齒（denticles）”。這些小齒破壞水在動物表面上的順暢流動，大大減少阻力。
    但科學家們并不知道這具體是如何實現(xiàn)的�！澳悴荒軐φ嬲�的鯊魚皮進行修改�！惫�佛大學的George Lauder解釋。因此George Lauder和他的同事Li Wen和James Weaver決定嘗試制造出人造鯊魚皮。
    在當?shù)佤~市場找到一條尖吻鯖鯊后，Lauder對尖吻鯖鯊的表面進行了高分辨率的掃描。接著，他和Li Wen放大了一個小齒以建立出這個結(jié)構(gòu)的精細模型，僅有0.15毫米長，然后再用上千個小齒建立鯊魚皮的3D模型。

    下一步是制造出皮膚�！霸倏紤]不同的方法之后，我們認為可以將堅硬的小齒鑲嵌到柔性襯底上的唯一方法就是使用3D打印機。”Lauder回憶，但說起來容易做起來難。
    “我們已經(jīng)想出怎樣用各種各樣的材料來打印...這些小齒是鑲嵌到表皮上，并互相重疊的，對于3D打印這是一個關(guān)鍵性的挑戰(zhàn)�！盠auder進行回憶。
    但是，在一年的過程進行了不同材料測試、打印擬定、擴大小齒、以及小齒的間距，Weaver終于成功地制造出有效的樣品了。因為3D打印機的限制，這些人工小齒大約是真實版本的十倍。
    “看到這些嵌入了小齒的彎曲表皮的掃描電鏡照片（SEM），對于我們來說真是一個偉大的時刻�！盠auder笑著說，他承認研究報告
上的SEM圖片是他這幾年來最喜歡的研究圖片之一了。

    但是這些人造鯊魚皮的功能實際上是怎樣呢？
    團隊將這些3D打印的人造鯊魚皮裝上了靈活的襯托上，使其可以在流動的水中固定站立或是像小魚一樣游動，然后他們就可以在水箱中進行研究了。
    他們感到印象深刻，看到裝上了鯊魚皮的襯托減少了最小流動速度8.7%的阻力，盡管在最高流動速度的時候，鯊魚皮比起光滑的表皮產(chǎn)生了15%更多的阻力。但當他們開始使襯托像小魚一樣游動的時候，鯊魚皮提升了6.6%的游泳速度，而且使用的能量減少了5.9%。
    “這是第一次有人進行對鯊魚皮的能量消耗，以及相對于光滑表面游泳時減少的能量消耗�！�
    據(jù)南極熊3D打印了解，他們接下來就將測試改變小齒的排布會對表現(xiàn)造成怎樣的影響了。但是，Lauder并不認為我們能在不久之后就能穿用人造鯊魚皮制作的泳衣：“制造出來的困難非常巨大�！薄�
    這種鯊魚皮對Oliver Crimmen留下了深刻的影響，他是自然歷史博物館的一名魚類專家，曾經(jīng)為Speedo（著名泳衣品牌）提供設(shè)計建議。
    “我過去常常想，究竟怎樣才能精確地模仿這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)呢？”O(jiān)liver Crimmen在BBC的訪問中說，“就是3D打印 -- 這是多么讓人驚奇的一種應(yīng)用啊�！�

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