转自：科普玉溪海绵胶

据科学院理化技术研究所(理化所)消息，该所仿生智能界面科学中心董智研究员团队从蝴蝶的“卷喙饮蜜”行为中获得启示，新研发出种名为“液膜破裂驱动毛细管富集”(FACE)的新型泵空气采样器，可服务呼吸系统传染病与空气污染的低成本便捷检测，助力全球健康公平。

卷曲蝴蝶喙管。科学院理化所供图

研究团队介绍，在自然界，大多蝴蝶伸着长“吸管”(喙)吮吸花蜜，也有蝴蝶“另类”地把吸管卷成个圈，在环中吐出小片液膜。他们用X光透视相机追踪发现，当液膜被吸薄到限、突然破裂的瞬间，破裂产生的力如同形之手，将整片水膜中的液体瞬间“拽”进食道，滴不剩。这毫秒的“脆响”式抽吸，又省力，释放的正是液体表面的“能量皮肤”即表面能。

这基于界面热力学的自然现象玉溪海绵胶，为破局泵空气采样提供了全新思路。受此启发，研究团队用3D印做出个微型“环形跑道”——个硬币大小的塑料环，中间挂着层薄薄的液体膜，环的内部藏着毛细管道，模仿蝴蝶吸管里的食物通道。工作时，液体膜暴露在空气中，就像张粘“飞毯”，空气中的有害气体、病毒飞沫、农药微粒撞上它，就会被温柔地“粘住”。

同时，这种液态薄膜不仅在实验室状态稳定，还能绑在植保人机上，在强气流中坚持30秒捕获农药残留，实现让农民不再凭感觉等安全期，PVC管道管件粘结胶人机飞过即可确定下地时间。

在此基础上仿生研发的新型泵空气采样器，采样后只要用检测试纸轻轻碰出口端，触发液膜破裂，其瞬间就像蝴蝶喝水那样，把收集到的所有液体连同里面的“猎物”，起通过毛细管道送进检测试纸条里，而且整个过程不需要泵、不需要电，全靠物理规律自动运行。

对比传统的气溶胶采样器，新型泵空气采样器检出灵敏度出两个数量；传统设备可能因多种因素致能低下，而新型泵空气采样器实现“采集-回收-检测”体化，收集与回收率均近，实现痕量生物标志物保真富集。

研究团队指出，新型泵空气采样器以低至0.87元人民币(约0.12美元)的单次材料成本和源驱动设计，提出种实用的底层空气采样技术案，从而为气溶胶富集与空气采样技术带来了思维上的底层范式革新：以前，人们总想着用大的力气去“吸”到多；现在，科学利用液膜破裂本身来释放能量，用精巧的物理设计取代笨重的机电设备。

对于全球几十亿生活在电力不稳、医疗资源匮乏地区的人们来说，这种需电源、需业培训、随手可用的空气检测工具，可能是通往健康公平的把钥匙。

本项研究的相关对比示意图。科学院理化所供图

新型泵空气采样器研发成果论文，近日在学术期刊《美国国科学院院刊》(PNAS)发表。研究团队认为，这项仿生“蝴蝶应”服务空气检测的技术应用，或许将掀起场便携式空气监测的革命。相关词条:铁皮保温施工     隔热条设备     锚索    离心玻璃棉    万能胶生产厂家

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