鲨鱼皮泳衣能让人游得更快吗？

2009年7月，国际泳联决定于2010年5月之前，全球禁用高科技泳衣。从2000年到高科技泳衣被禁止使用，鲨鱼皮泳衣在期间世界纪录的打破上起了巨大的作用，也经历了从高科技泳衣行业的一家独大到被其他公司赶超的过程。那么，鲨鱼皮泳衣能让人游得更快吗？

鲨鱼皮泳衣是人们根据其外形特征起的绰号，它的核心技术在于模仿鲨鱼的皮肤。此外，这款泳衣还充分融合了仿生学原理。实验表明，这种泳衣的纤维可以减少3%的水阻力，这在1%秒就能决定胜负的游泳比赛中有非凡的意义。是什么原因让它可以减少阻力呢？

以鲨鱼表面微小盾鳞结构为复制模板，采用热压成型法和真空浇注法，分别在有机玻璃和不饱和树脂表面进行微结构复制，结果表明相对于热压成型法，不饱和树脂作为复制模具材料，采用真空浇注法复制的液态硅橡胶仿鲨鱼皮，具有清晰完整的鲨鱼皮的微沟槽结构，是一种较为可行的大面积高精度复制鲨鱼皮表面微沟槽的方法。

大量微沟槽表面结构的鲨鱼皮具有良好的减阻效果，因此，鲨鱼皮复制技术、减阻技术发展成为世界各国科技竞争的重要内容之一。目前，有多种减阻方法，但这些方法都存在有一定的局限性，比如曾有报道指出，鲨鱼皮齿实际上增加了阻力，这是真的吗？但在过去的几十年里，科学家们开始质疑，这种启发了人们造出“微沟槽”的自然结构是否真的减小了阻力。研究人员发现，虽然微沟槽降低了5.2%的阻力，但鲨鱼皮齿却增加了阻力——当它们成行整齐排列时，阻力增加了44%；当它们相互交错时，阻力增加了50%的阻力。

虽然微沟槽也许有用，但它们生效的方式却与鲨鱼皮齿的不一致。这可能由于微沟槽的本质上是一种二维结构，能产生更有条理的流线型。而皮齿是复杂的三维结构，因此产生了更加复杂的湍流。并不能凭借这项研究结果下定论说“鲨鱼皮在任何情况下都不能减小阻力”，因为在模拟中还有许多其他流体参数无从解释。也许，鲨鱼演化出如此复杂皮肤的原因比我们想象得更加复杂多样。

发表于 2016-10-14 00:00
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