沈芯語天美传媒麻豆沈芯語天美传媒麻豆- （已更新）(2025已更新(今日/知乎)

仿生“蝴蝶效应”服务健康检测中国团队研发出新型无泵空气采样器

　　中新网北京8月14日电 (记者孙自法)记者8月14日从中国科学院理化技术研究所(理化所)获悉，该所仿生智能界面科学中心董智超研究员团队从蝴蝶的“卷喙饮蜜”行为中获得启示，最新研发出一种名为“液膜破裂驱动毛细管富集”(FACE)的新型无泵空气采样器，可服务呼吸系统传染病与空气污染的低成本便捷检测，助力全球健康公平。

卷曲蝴蝶喙管。中国科学院理化所供图

　　研究团队介绍，在自然界，大多蝴蝶伸着长“吸管”(喙)吮吸花蜜，也有蝴蝶“另类”地把吸管卷成一个圈，在环中吐出一小片液膜。他们用X光透视相机追踪发现，当液膜被吸薄到极限、突然破裂的瞬间，破裂产生的力如同无形之手，将整片水膜中的液体瞬间“拽”进食道，一滴不剩。这毫秒级的“脆响”式抽吸，高效又省力，释放的正是液体表面的“能量皮肤”即表面能。

　　这一基于界面热力学的自然现象，为破局无泵空气采样提供了全新思路。受此启发，研究团队用3D打印做出一个微型“环形跑道”——一个硬币大小的塑料环，中间挂着一层薄薄的液体膜，环的内部藏着毛细管道，模仿蝴蝶吸管里的食物通道。工作时，液体膜暴露在空气中，就像一张粘性“飞毯”，空气中的有害气体、病毒飞沫、农药微粒撞上它，就会被温柔地“粘住”。

　　同时，这种液态薄膜不仅在实验室状态稳定，还能绑在植保无人机上，在强气流中坚持30秒捕获农药残留，实现让农民不再凭感觉等安全期，无人机飞过即可确定下地时间。

搭载无人机农田高空采样。中国科学院理化所供图

　　在此基础上仿生研发的新型无泵空气采样器，采样后只要用检测试纸轻轻一碰出口端，触发液膜破裂，其瞬间就像蝴蝶喝水那样，把收集到的所有液体连同里面的“猎物”，一起通过毛细管道送进检测试纸条里，而且整个过程不需要泵、不需要电，全靠物理规律自动运行。

　　对比传统的气溶胶采样器，新型无泵空气采样器检出灵敏度高出两个数量级；传统设备可能因多种因素导致性能低下，而新型无泵空气采样器实现“采集-回收-检测”一体化，收集与回收效率均近100%，实现痕量生物标志物高保真富集。

　　研究团队指出，新型无泵空气采样器以低至0.87元人民币(约合0.12美元)的单次材料成本和完全无源驱动设计，提出一种实用的底层空气采样技术方案，从而为气溶胶富集与空气采样技术带来了思维上的底层范式革新：以前，人们总想着用更大的力气去“吸”到更多；现在，科学家利用液膜破裂本身来释放能量，用精巧的物理设计取代笨重的机电设备。

　　对于全球几十亿生活在电力不稳、医疗资源匮乏地区的人们来说，这种无需电源、无需专业培训、随手可用的空气检测工具，可能是通往健康公平的一把钥匙。

本项研究的相关对比示意图。中国科学院理化所供图

　　新型无泵空气采样器研发成果论文，近日在国际学术期刊《美国国家科学院院刊》(PNAS)发表。研究团队认为，这项仿生“蝴蝶效应”服务空气检测的技术应用，或许将掀起一场便携式空气监测的革命。(完)

【编辑:张令旗】

直接打开

分享成功

热门导读

《沈芯語天美传媒麻豆》

发布时间:2026-08-16 16:56:51 3atv最新版本ak606pw 来自湖南

科技备春耕 “管家”来帮忙兰波狂傲大胆，但也会在沙漠里感到孤独和忧郁;魏尔伦成熟谨慎，但也被心里自卑和否定的声音激怒，德莱尔朴素单纯，但也会为了消除内心迷茫而坚定和果敢。回到上面两张图片所展示的赔率图，欧盘的墨西哥赢的赔率大概是，但是没有那么强势，所以亚洲的菠菜公司开出让球的时候盘口也就不能开的太大，因为要让上下盘口保持一个平衡，所以开出了墨西哥-/1的盘口，这个盘口给大家解释一下，墨西哥-就表示让球的意思，相对于韩国来说就是/1，就是受让。阿联酋迪拜卫生局发表声明称，从1月31日起开始为阿联酋公民及迪拜居民免费提供中国疫苗。

本文来自网友发表，不代表本网站观点和立场，如存在侵权问题，请与本网站联系删除！