海豚的皮肤科学？

海豚的皮肤科学？

海豚的皮肤非常柔软，皮肤外层生有无数中空突起，游泳时，整个皮肤表面能按水的紊流作波浪起伏，变得和水波的形状一致，这就减少90%的水的摩擦阻力。因此，海豚那种具有特殊组织的皮肤，是它游泳速度快的主要原因。海豚皮肤之因此能消除紊流，从其皮肤切片上观察，发现它有以下特点。最外面的一层是表皮，完整无缝，细致柔软，非常光滑，有弹性，不吸水，对压力非常敏感，能够随着身体周围水压力的变化作上下运动。这一层皮肤表皮，实际上是一层对压力非常敏感的膜。因层流对动物体的压力是均匀的，紊流则不然，波峰处压力大，波谷处压力小。海豚的表皮就对这种不均等的压力起缓冲作用，能够传播紊流在皮肤上的压力变化，并随着紊流作波浪式运动，这样就把紊流变成层流，从而减少水的摩擦阻力。虽然初察看起来好像海豚的皮肤高低不平，会比平滑的表面产生更大的阻力。但事实不是这样，由于皮肤的波浪形是与水的压力相吻合。海豚表皮下有松软的结构，适于皮肤作这样的运动。表皮的下面是海绵状结构，里面有非常多突起，突起之间充满液体。这一部分结构在机能上犹如无数充满液体的细管，在皮肤感受到紊流压力变化时，此液体能随着压力的变化流出或流入细管，使皮肤作上下收缩或扩张，产生所谓振动。这样，此液体在随着紊流压力变化而流动中，就吸收了紊流的一部分能量，从而消除了身体表面某些部分的紊流。皮下脂肪组织非常发达，不仅有保护体温的作用，并且与周围其他组织一起，对皮肤的弹性、柔软，提供了基础。有人在1960年模仿海豚皮肤作过一个实验，把厚3．5毫米的一层橡胶膜贴在一个长114厘米，最大直径6．4厘米的细长物体的周围，在海里曳航，测定其阻力。在膜的中层的2．5毫米厚的部分，有好些朝内侧突出的小突起，突起之间充满减衰用的油。也就是讲，最外二层膜非常薄，表面完整无缝，且非常光滑柔软。下面由无数密集的、橡皮作的小圆柱所支持，小圆柱之间形成无数的细管，细管里充满着具有适当粘度的液体当作吸收剂，用以消除紊流。该实验用四组作对照，甲、乙、丙三组贴上橡胶膜，但这三种橡胶膜的特性各不相同，丁是不贴橡胶膜的硬体模型。经实验发现，甲受的阻力减少35％，乙减少59％，丙减少10％，以乙组效果最好。实验证明，弹性越好的膜，消除紊流的作用越大。他又把这种人造海豚皮贴在各种潜水装置作试验，发现紊流减少了50％。这种皮肤不仅能用于水中的舰船，也可以用于飞机。 参考资料： http://www.gxsti.net/gxsat/kpcl/zrts/102929.shtml