附着在柔性膜上的刚性小鳞片的人工鲨鱼皮。（照片来源：James Weaver。） 专业的游泳运动员可能需要重新考虑他们的泳衣选择。虽然许多游泳运动员穿着光滑的高科技氨纶，但事实是，自然界中最快的游泳者之一——鲨鱼——实际上拥有粗糙的皮肤。现在，游泳运动员们会很高兴地听到，研究人员已经开发出一种假鲨鱼皮。众所周知，鲨鱼皮肤由数百万个微小的、重叠的鳞片组成。这些鳞片被称为小鳞片，它们扰乱了水流经过动物身体的流动，从而减少了阻力。但为了弄清楚这些小鳞片如何提升速度，研究人员需要测试改变皮肤如何影响水在其表面上的流动。因此，他们构建了一个合成的皮肤。
合成鲨鱼皮
哈佛大学的George Lauder解释说：“你无法改变真正的鲨鱼皮”，他是发表在本周三的实验生物学杂志的研究论文的作者之一。Lauder在当地鱼市找到了一块鲭鲨，并扫描了它的皮肤，以创建表面高分辨率视图。接下来，他和他的团队放大到一个小鳞片，以构建其结构的详细模型，然后在计算机模型中复制了数千次。但他们需要构建一个真实的模型。为此，他们使用3D打印机构建了一个逼真的合成皮肤，这使他们能够将坚硬的小鳞片嵌入到柔性基材中——经过一些反复试验。Lauder说：“小鳞片嵌入到膜中并重叠，这对3D打印提出了关键挑战。”最终，经过一年对不同材料、尺寸和间距的测试，该团队生产出了一种令人信服的仿制品。“看到带有小鳞片的弯曲膜的扫描电子显微照片对我们来说是一个伟大的时刻，”Lauder说。
深入研究
在打印出人工皮肤后，他们在水箱中对其进行了测试。配备了新皮肤的柔性桨板与配备光滑膜的桨板相比，游泳速度提高了6.6%。此外，鲨鱼皮使桨板以减少5.9%的能量行驶相同的模拟距离。但不要指望很快就能看到游泳运动员穿着小鳞片泳衣在水中飞驰。Lauder说：“制造挑战是巨大的。”
