一個美國科研團隊29日報告說，他們基于濾食性魚類嘴部結構的過濾機制設計了一個高效過濾器模型，能有效避免堵塞問題，未來有望應用在工業(yè)生產中提高生產效率。

      傳統(tǒng)過濾器通常是利用濾網將顆粒物從液體中分離出來，濾網需要經常更換和清理，否則很容易發(fā)生堵塞。

      相比而言魚類的口腔過濾能力更強。濾食性魚類，例如金魚、匙吻鱘、姥鯊和鯨鯊，都能在濾食時保留食物顆粒，同時避免口腔過濾器被雜物堵塞。

      美國威廉-瑪麗學院的研究團隊在最新一期英國《自然·通訊》網絡版報告說，基于匙吻鱘和姥鯊口腔中被稱為“鰓弓”的結構，他們設計了一個3D打印的錐形尼龍塑料過濾器模型。他們將模型放入一個水流池中觀察過濾效果，并將其與匙吻鱘口腔結構的過濾機制進行對比。

      結果發(fā)現，無論是模型還是魚的口腔，都是通過在液體中產生渦旋來捕獲顆粒物，并防止堵塞。鰓弓是硬骨或軟骨彎曲形成的錐形結構，用于支撐鰓，其中的骨頭像老式暖氣片一樣平行排列。

      研究人員解釋說，錐形結構有助于魚口腔中的水流動，形成水流和渦旋，而平行排列的骨頭有助于小顆粒物聚集，兩者結合作用形成“渦旋跨步過濾”機制，可使比骨頭之間縫隙還小的顆粒也能被攔截下來。

      報告作者之一、威廉-瑪麗學院學者勞麗·桑德森說，這種過濾機制未來應用非常廣泛，從過濾只有細胞大小顆粒的微型過濾器，到大型工業(yè)管道中的過濾器，都能高效發(fā)揮作用。