蝠rays的食物捕獲機制可能是更好的過濾系統(tǒng)的關(guān)鍵
俄勒岡州立大學的一項新研究顯示,蝠rays以一種新穎的方式從一口海水中榨取微小的食物,這種方式可以成為各種商業(yè)應用中更好過濾的關(guān)鍵。
今天發(fā)表在“科學進展”雜志上,研究結(jié)果解釋說,蝠over過濾浮游動物,浮游植物和微型甲殼類動物的裝置不同于以前在任何生物或工業(yè)系統(tǒng)中看到的任何裝置。
“最常見的過濾器類型是篩網(wǎng)過濾器,其中含顆粒的液體通過孔隙小于顆粒的膜,”研究報告的共同作者,俄勒岡州立大學綜合生物學助理教授Jim Strother說。 。
篩網(wǎng)過濾器包括從將面食過濾的廚房漏勺到產(chǎn)生超純水的膜過濾器的所有東西。其他過濾機制是水溶膠過濾,例如HVAC系統(tǒng)中的纖維過濾器,以及用于無袋真空吸塵器的旋風過濾。
“全世界有許多不同類型的過濾器用于多種用途,但它們都只基于一些基本機制,”Strother說道,他與相應的作者Misty Paig-Tran和加州州立大學富勒頓的Raj Divi合作。
蝠rays是可以測量超過20英尺的鯊魚的近親,通過在游泳時將富含浮游生物的水帶入口中來進食。它們過濾并攝取浮游生物,然后將剩余的水沖洗掉它們的鰓裂縫。
許多過濾系統(tǒng)容易堵塞,因為它們會收集過濾掉的東西,但是蝠使用葉狀葉片陣列將食物顆粒從過濾器上彈開。
通過葉片的水產(chǎn)生了復雜的漩渦漩渦模式,流動中的食物顆粒撞擊葉片并移開。該設(shè)置允許魚保留比毛孔小得多的食物生物。
“蝠rays似乎利用了一種新穎的機制來過濾流體中的顆粒,”Strother說。“它們的過濾裝置有一種特殊的結(jié)構(gòu),可以使浮游生物顆粒從過濾器中彈出并集中在口腔中,這樣魚就可以攝取它們。”由于顆粒被過濾器排斥但未被捕獲,因此過濾器具有幾種非常理想的性質(zhì),包括它可以在高流速下操作并且極其抗堵塞。
“本文建立了基本機制,我們目前正在研究是否可以將這種機制適用于工程系統(tǒng),”Strother說。“例如,未來的一個方向是探索這是否可以應用于廢水處理,以解決微塑料污染帶來的新威脅。”
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