A bio-inspired flexible fiber array with an open radial geometry for highly efficient liquid transfer

2014年9月26日 NPG Asia Materials 6, e9 (2014) doi:10.1038/am.2014.70


タンポポの冠毛は、自重の96倍もの水を保持することができる。北京大学(中国)のHuan Liu率いる研究チームはこのたび、その仕組みにヒントを得るべく、タンポポの放射状に並んだ繊維状で羽毛にも似た冠毛が大量の雨水や露を吸い込んで保持する様子を顕微鏡で観察した。その結果、それぞれの冠毛は先細り構造をしており、その表面はマイクロメートルサイズのとげや溝で覆われていることが判明した。この冠毛構造を模倣して、研究チームが、円錐状に整形した柔軟なガラスファイバーをポリマーロッドに放射状に固定したところ、この人工システムは、タンポポの冠毛と同等の液体保持力を示した。この種のバイオインスパイアード(生物に着想を得た)ファイバーシステムを利用すれば、液体を制御して捕捉・操作・輸送する新しい手法を開発できるかもしれない。

Qingan Meng, Qianbin Wang, Huan Liu & Lei Jiang

Bioinspired systems: Mimicking dandelion pappi
A team of Chinese researchers have looked to the dandelion pappus, which can hold 96 times its own weight in water, for inspiration. Led by Huan Liu at Beihang University in China, the researchers observed that the dandelion's radial arrays of fibrous feather-like hairs are able to capture and hold large amounts of rainwater or dew. Individual hairs were studied under the microscope and were found to have a tapered structure with microsized spines and groves on their surface. Mimicking nature, the researchers fixed flexible, textured conical glass fibers in a radial manner to a polymer rod. This artificial system demonstrated the same liquid-grabbing ability as that of dandelion pappi. Bioinspired fibrous systems of this type could offer a new approach to controllable liquid capture, manipulation and transfer.


NPG Asia Materials ISSN 1884-4049(Print) ISSN 1884-4057(Online)