蟬類昆蟲翅表疏水性研究進展 _疏水性

疏水性是指物體表面對水具有排斥能力的性能。超疏水性則是指物體表面與水接觸時所形成的接觸角大于150°時的疏水性能。由于超疏水材料在工農業生產、國防建設及人們日常生活中具有極其廣闊的應用前景，尋求、開發和研制具有高性能的新型疏水材料一直是科學家們所關注的課題，也是多年來仿生學領域研究的熱點之一。

翅是昆蟲重要的飛行器官，也是重要的保護器官，很多昆蟲的翅表具有非光滑的微納米結構，是其具有超疏水性能的基礎。中國科學院動物研究所梁愛萍研究員領導的研究組利用光學視頻接觸角測量儀及環境掃描電子顯微鏡（ESEM）技術對多種蟬類昆蟲翅表水滴的靜態接觸角及納米結構進行了觀察、測量和比較，并利用X射線光電子能譜儀（XPS）檢測了部分種類翅表的化學組成成分。研究發現，蟬類昆蟲翅表疏水性呈現出很大差別，翅表疏水性的強弱是由其表面的納米級形貌結構（主要為乳突）和化學成分（主要為蠟質類）共同作用的結果。翅表乳突形狀不同則疏水性不同，結構均一的翅表疏水性較強；乳突基部直徑、基部間距及乳突高三種參數對翅表的疏水性起很大作用，乳突基部直徑141±5 nm、基部間距46±4 nm及乳突高391±24 nm的翅表表現出最強的疏水性能。水滴在翅表的滑動實驗表明，疏水性較強的翅表水滴容易滾離，當翅表的蠟質遭到破壞后，疏水的翅表則變為親水。本項研究的結果為仿生超疏水和自清潔材料的設計和開發提供了基本數據和參考。

以上研究結果發表在國際著名刊物《實驗生物學雜志》（Journal of Experimental Biology）上（Sun, M., Watson, G.S., Zheng, Y., Watson, J.A. & Liang*, A. 2009. Wetting properties on nanostructured surfaces of cicada wings. J. Exp. Biol. 212(19): 3148-3155）。此項研究得到了中科院動物研究所三期創新前沿布局項目的資助。
【蟬類昆蟲翅表疏水性研究進展】
（來源：中國科學院動物研究所）