東京工業大學透過模仿企鵝體表羽毛的表面形狀,設計出具有微小脊狀溝槽(Riblets)的薄膜,並實證確認模仿企鵝體表的薄膜可以降低流體摩擦阻力。與平面薄膜相比,模仿薄膜最大可降低2%的阻力。新技術的應用可望有助於提升船舶、汽車的燃油效率。
研究團隊從國王企鵝、洪堡企鵝等的全身標本中採集羽毛,測量其斷面形狀,並基於觀察結果,利用紫外線雷射掃描加工,在薄膜上模仿製作了具有梯形斷面細紋且以規則間隔排列的微結構。細紋的間隔為100 μm,梯形高度為38 μm。將製作的脊狀細紋薄膜貼附於金屬平板在水流中測量阻力,結果顯示,與使用光滑薄膜時相比,阻力最多降低了2%。與脊狀排列平行於流動方向相比,當脊狀排列傾斜15度角時的減阻效果更好。換言之,對於流動方向的變化,新材料的減阻效果更為強大。
實驗結果證明企鵝體表羽毛已經進化到可以減少流體摩擦阻力。因此脊狀溝槽的應用對於流速方向變化較大的汽車、船舶的燃油效率可望有所提升。