叶蝉,这种体型微小的生物,其饮食主要由水分构成,且营养含量低。它们的日均排泄量惊人地达到自身重量的300倍,相比之下,人类的排泄量仅为体重的约2.5%。为了生存,这些昆虫需依赖庞大的肌肉和高效的消化系统,从植物汁液中提取并过滤出大量的水分。
佐治亚理工学院的研究团队发现,叶蝉通过形成“叶蝉雨”的方式,利用超推进原理,以显著超过振荡表面速度的方式排出液滴,这与蝉科动物常用的喷流方式截然不同。超推进现象指的是通过振荡表面能量,实现液滴的高速喷射。研究中展示了叶蝉能够临时调整振荡频率,实现一次性的喷射机制。
此发现有望激发以昆虫特性为灵感的节能自净结构和软体机器引擎的创新设计,为工程学领域带来新的突破。