蒲公英种子飞翔的秘密

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蒲公英种子飞翔的秘密

来源:羊城晚报 日期:2018-10-23



利用蒲公英冠毛机制设计的无人机几乎可以不耗电 视觉中国/图



蒲公英的种子自带降落伞 视觉中国/图


  或为无人机研究提供新思路

  近日《自然》杂志发表的一篇论文揭示了蒲公英种子的飞行机制。英国爱丁堡大学的几位研究者发现,蒲公英种子的冠毛(小绒毛)结构产生的绕流,可形成稳定的气泡——涡环,让脱离母体的种子飞得更稳、更远。该论文描述了一种物体浸没在流体中时的新型流体行为,可能为研发无人机带来新思路。

  英国爱丁堡大学的中山真美、Ignazio Maria Viola及其同事构建了一个垂直风洞,对自由飞行和固定的蒲公英种子的绕流行为做了可视化处理。通过长曝光摄影和高速成像,研究人员发现了一个稳定的气泡——涡环,它与种子本体分离,但一直稳定地保持在冠毛下部固定距离的位置。

  不仅如此,蒲公英种子上的冠毛的孔隙度,似乎还受到精确调控以稳定涡环。

  蒲公英是利用冠毛来帮助种子飞行扩散的——每颗蒲公英种子中间会长出一根梗,梗的顶部辐射出90至110根细丝形成冠毛。与实心盘相比,这种有孔隙的冠毛体产生的单位面积阻力可达四倍以上。这种冠毛不仅会延缓种子的降落,使种子飞行的距离超过水平风吹送的距离,冠毛或许还可以影响种子降落的方向。

  不过,研究人员仍不清楚为什么蒲公英的羽状种子会长有冠毛而不是翼状膜。像槭树等种子的翼状膜结构也可以增强种子的传播能力。但研究人员认为,蒲公英冠毛的羽状设计比翼状膜能更有效地扩散轻盈的种子。人们或许可以借鉴蒲公英这种冠毛结构,设计出需要很少动力甚至不需要动力就能飞行的无人机,用于远程感应或空气污染监测。