一些公园的池塘里面,只要你细细观察,绝对能发现这种生物:水黾。记得小时候看到这种虫子,觉得很神奇,因为它能在水面上像滑冰一样游走。它可是有很多别称的:水马、水蜘蛛、水母鸡、水板凳、水蚊子、水蜢子、火叉子、水坦克。也有网友叫它“凌波仙子”,你见过吗?

水黾是水生半翅目类昆虫,黾蝽科,栖息于静水面或溪流缓流水面上。
水黾成虫长8至20mm,黑褐色,头部为三角形,稍长。体小型至大型,长形或椭圆形。口吻稍长,分为3节,第2节最长;触角丝状,4节,突出于头的前方。前胸延长,背面多为暗色而无光泽,无鲜明的花斑,前翅革质,无膜质部。
水黾有3对足,前足较短,中、后足很长,向四周伸开,后足腿节多远伸过腹部末端。前足明显较短。跗节2节,端节的末端裂成2叶,一对爪着生在裂隙的基部。后面的一对腿可以用来控制滑动的方向,中间的一对腿则是驱动的腿,特别长。前面的一对腿比较短,只被用来捕猎。
水黾以落入水中的小虫体液、死鱼体或昆虫为食。通过它们腿上非常敏感的器官它们可以感受到落入水中昆虫的挣扎。通过滑动它们中间的一双腿它们可以在水面上运动,达到1.5米/秒的速度,此外它们可以做30至40厘米的高和远跳动。吃食时,嘴成管状吸食。
它们栖息地一般生活在静水中,往往成群聚集在水面上,在我国南方部分地区经年可见。有些种也专门生活在流水中。
为什么水黾能够漂浮在水面上不下沉呢?有研究人员发现,水黾的腿能排开300倍于其身体体积的水量,这就是这种昆虫非凡浮力的原因。水黾的一条长腿就能在水面上支撑起15倍于身体的重量而不会沉没。而油脂层和水表面的张力却没有如此大的浮力。 水黾以极快的速度在水面上滑行以捕捉猎物。它在水面上每秒钟可滑行100倍于身体长度的距离,这相当于一位身高1.8米的人以每小时400英里的速度游泳。
水黾之所以能够浮在水面,其腿部特殊的微纳米结构才是真正原因,江雷领导的研究小组在高倍显微镜下发现,水黾腿部上有数千根按同一方向排列的多层微米尺寸的刚毛。人的头发的直径大约在80-100微米之间,而这些像针一样的微米刚毛的直径不足3微米,表面上形成螺旋状纳米结构的构槽,吸附在构槽中的气泡形成气垫,从而让水黾能够在水面上自由地穿梭滑行,却不会将腿弄湿。水黾的多毛腿一次能够在水面划出4毫米长的波纹。
水黾正是利用其腿部特殊的微纳米结构,将空气有效地吸附在这些同一取向的微米刚毛和螺旋状纳米沟槽的缝隙内,在其表面形成一层稳定的气膜,阻碍了水滴的浸润,宏观上表现出水黾腿的超疏水特性。正是这种超强的负载能力使得水黾在水面上行动自如,即使在狂风暴雨和急速流动的水流中也不会沉没。
水黾腿部刚毛的疏水性类似于鸭子背部的毛,但是,普遍的疏水性(或抗水性)也许会让昆虫在水面上呆一会儿,轻微的触动或扰动就会打破这种平衡。 然而,在水黾腿部和水面间形成的空气垫却让它们在水面上快速而稳定地行走或奔跑。