研究團隊在觀察中發現,亞洲玉米螟在取食過程中,頭部需要反復穿透堅硬的玉米莖稈,承受持續的鉆蛀沖擊,但其頭殼卻能保持完好無損。通過深入分析,科研人員發現這種保護特性源于其頭殼內表皮的特殊層狀結構,這種結構能夠快速分散局部受到的沖擊力,從而避免局部應力集中導致的破損。
基于這一發現,研究團隊在實驗室中模擬亞洲玉米螟頭殼的結構特點,成功制備出具有仿生層狀結構的水凝膠。經過性能測試,這種新型水凝膠的抗沖擊韌性比傳統蛋白質或幾丁質水凝膠提升了超過一千倍,展現出優異的力學性能。
為了驗證實際應用效果,科研人員將這種水凝膠應用于農業害蟲偵查無人機的防撞支架上,并在模擬果園環境的復雜通道中進行了對比測試。結果顯示,配備仿生水凝膠的無人機在多次碰撞后僅出現短暫晃動,隨后迅速恢復穩定飛行,機體結構完好無損;而未安裝該材料的無人機在碰撞后則立即失控墜毀,支架嚴重受損。
這一研究成果已發表于國際權威期刊《先進材料》,引起了學術界和產業界的廣泛關注。業內專家認為,該研究為仿生材料的設計與開發提供了全新思路,其應用范圍不僅限于農業領域,還可拓展至智能農機、柔性機器人、可穿戴設備以及精密傳感器防護等多個高技術領域。








