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打印網報道

    哈佛大學的科學家已經利用3D掃描和3D打印技術制造出3D打印鯊魚皮，他們發(fā)現這種特別的結構可以為鯊魚增加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的。“你不能對真正的鯊魚皮進行修改�！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。
    在當地魚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構的精細模型，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。“再考慮不同的方法之后，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�！盠auder回憶，但說起來容易做起來難。
    “我們已經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打印這是一個關鍵性的挑戰(zhàn)。”Lauder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。”Lauder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�！�。
    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，曾經為Speedo（著名泳衣品牌）提供設計建議。
    “我過去常常想，究竟怎樣才能精確地模仿這種復雜的結構呢？”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用啊�！�

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