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鲨鱼皮泳衣能让人游得更快吗?

2016年10月12日14:50 未解之谜网
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2009年7月,国际泳联决定于2010年5月之前,全球禁用高科技泳衣。从2000年到高科技泳衣被禁止使用,鲨鱼皮泳衣在期间世界纪录的打破上起了巨大的作用,也经历了从高科技泳衣行业的一家独大到被其他公司赶超的过程。那么,鲨鱼皮泳衣能让人游得更快吗?</p>

鲨鱼皮泳衣是人们根据其外形特征起的绰号,它的核心技术在于模仿鲨鱼的皮肤。此外,这款泳衣还充分融合了仿生学原理。实验表明,这种泳衣的纤维可以减少3%的水阻力,这在1%秒就能决定胜负的游泳比赛中有非凡的意义。是什么原因让它可以减少阻力呢?

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以鲨鱼表面微小盾鳞结构为复制模板,采用热压成型法和真空浇注法,分别在有机玻璃和不饱和树脂表面进行微结构复制,结果表明相对于热压成型法,不饱和树脂作为复制模具材料,采用真空浇注法复制的液态硅橡胶仿鲨鱼皮,具有清晰完整的鲨鱼皮的微沟槽结构,是一种较为可行的大面积高精度复制鲨鱼皮表面微沟槽的方法。

大量微沟槽表面结构的鲨鱼皮具有良好的减阻效果,因此,鲨鱼皮复制技术、减阻技术发展成为世界各国科技竞争的重要内容之一。目前,有多种减阻方法,但这些方法都存在有一定的局限性,比如曾有报道指出,鲨鱼皮齿实际上增加了阻力,这是真的吗?但在过去的几十年里,科学家们开始质疑,这种启发了人们造出“微沟槽”的自然结构是否真的减小了阻力。研究人员发现,虽然微沟槽降低了5.2%的阻力,但鲨鱼皮齿却增加了阻力——当它们成行整齐排列时,阻力增加了44%;当它们相互交错时,阻力增加了50%的阻力。

虽然微沟槽也许有用,但它们生效的方式却与鲨鱼皮齿的不一致。这可能由于微沟槽的本质上是一种二维结构,能产生更有条理的流线型。而皮齿是复杂的三维结构,因此产生了更加复杂的湍流。并不能凭借这项研究结果下定论说“鲨鱼皮在任何情况下都不能减小阻力”,因为在模拟中还有许多其他流体参数无从解释。也许,鲨鱼演化出如此复杂皮肤的原因比我们想象得更加复杂多样。

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