大多數水過濾器,都利用了篩子的工作原理。其關鍵部分,是無法讓大顆粒穿行的過濾膜孔。但這種過濾器的一大問題,就是過濾器遲早會被其吸附的顆粒物給堵塞。好消息是,針對蝠鲼(manta ray)的仿生研究,有望給出一種更優秀的解決方案。雖然長得有點“随便”,但蝠鲼其實人畜無害。它們完全以浮遊生物和微型甲殼類動物為食,這需要生而強大的生物級海水過濾系統。

張嘴覓食的蝠鲼(圖自:維基百科)
采用過濾來進食的魚類,通常會将水吞入口中,然後借助魚鰓來強行工作。在出水路徑上,水會通過密集排列的鈎狀襯裡附屬物(稱作鰓耙 / gill rakers),浮遊生物因為較大而出不去。
值得一提的是,當排出的水流通過時,會形成渦旋,使浮遊生物從葉片中彈出,并傳回口腔。 這種改進後的結構,讓鰓耙不僅僅是一個捕獲用的過濾器,還可以将粒子排斥開。
這不僅意味着該系統相當耐堵塞,還可以在高流速下操作,并且允許動物保留下比鰓耙間隙小得多的獵物。
蝠鲼有獨特的鰓耙結構,長而平行的葉狀陣列(圖自:俄勒岡州立大學)
論文合著者、助理教授 jim strother 表示:
我們目前正在研究能否對這種機制進行工程調整,未來有望将之用于廢水處理等領域,以應對塑膠微粒帶來的新威脅。
有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《科學進展》(science advances)期刊上。原标題為:
《manta rays feed using ricochet separation, a novel nonclogging filtration mechanism》 (蝠鲼鰓耙的彈跳分離,一種新穎的無堵塞過濾機制)
[編譯自:new atlas]