當蜜蜂在花叢中飛來飛去、采集花蜜的時候,它們的腹部如何彎曲、如何伸縮運動?中國科學家通過探索蜜蜂節間 褶的超微結構,發現蜜蜂能夠自如操控它們的腹部形狀,而蜜蜂腹部高頻伸縮和彎曲變形的這一運動機制為人類設計變體飛行器提供參考。
這是近日清華大學閻紹澤教授團隊在美國《昆蟲科學雜志》上發文闡明的內容。
為揭示蜜蜂腹部的變形運動機理,閻紹澤團隊用高速攝影機觀察蜜蜂在飛行及在受到約束時如何彎曲它們的腹部,研究發現蜜蜂能操控它們的腹部形狀,其腹部具備高頻伸縮和向腹部內側大角度彎曲的特殊運動能力。
閻紹澤介紹,采用掃描電鏡和同步輻射相襯CT技術在亞微米尺度上觀察分析蜜蜂背腹板的連接結構,發現了蜜蜂節間褶的超微結構形式,這種超微結構在蜜蜂腹部實現高頻伸縮和向腹部內側的大角度彎曲上發揮了主要作用。
閻紹澤團隊還發現,蜜蜂吸食花蜜時,其腹部進行高頻的“呼吸”運動,配合口器吸食動作,提高了飲食效率。這種節間褶的特殊構型使得蜜蜂腹部 具有高度機動的伸縮能力和彎曲變形能力,將對設計高機動性和特殊變形需求的空間幾何變體結構,如空天變體飛行器結構提供重要的參考價值。