仿生鱼嘴造出不堵过滤器

传统过滤器通常是利用滤网将颗粒物从液体中分离出来，滤网需要经常更换和清理，否则很容易发生堵塞。相比而言鱼类的口腔过滤能力更强，滤食性鱼类，例如金鱼、匙吻鲟、姥鲨和鲸鲨，都能在滤食时保留食物颗粒，同时避免口腔过滤器被杂物堵塞。

美国威廉－玛丽学院的研究团队近日报告说，基于匙吻鲟和姥鲨口腔中被称为“鳃弓”的结构，他们设计了一个3D打印的锥形尼龙塑料过滤器模型。他们将模型放入一个水流池中观察过滤效果，并将其与匙吻鲟口腔结构的过滤机制进行对比。结果发现，无论是模型还是鱼的口腔，都是通过在液体中产生涡旋来捕获颗粒物，并防止堵塞。鳃弓是硬骨或软骨弯曲形成的锥形结构，用于支撑鳃，其中的骨头像老式暖气片一样平行排列。

研究人员解释说，锥形结构有助于鱼口腔中的水流动，形成水流和涡旋，而平行排列的骨头有助于小颗粒物聚集，两者结合作用形成“涡旋跨步过滤”机制，可使比骨头之间缝隙还小的颗粒也能被拦截下来。