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汲取大自然的智慧——金枪鱼与轮船涂料

时间:2012-05-31 10:50来源:未知 点击:

据说大型金枪鱼在海洋中的游速能够达到80km/h(图1)。金枪鱼的体型的确属于游速快的流线形,但除此之外,应该还有其他能减少水的摩擦阻力的诀窍。有一款产品的问世正是源于这一思路。那就是日本立邦船舶涂料(总部:神户市)开发的防污船底涂料“LF-Sea”。

 

图1在大海中畅游的金枪鱼

金枪鱼的速度据说高达80km/h。而且身体表面没有鱼鳞,而是覆盖着粘膜。
 

秘密在于表面的粘膜


不停高速游动的金枪鱼身上没有鱼鳞,其身体表面覆盖着黏滑的粘膜。虽然详情还不得而知,但有看法认为,在这种粘膜的作用下,处于湍流状态的边界层的摩擦阻力会减弱。其实,已经有研究表明,在液体中添加极少量的高分子之后,湍流的液体摩擦阻力将会减弱(汤姆斯效应),在金枪鱼的身体表面或许也属于同样的现象。


“因为从事的是船底涂料开发,我经常思考能不能从鱼和海洋生物中获得开发产品的灵感”,日本立邦船舶涂料技术本部执行董事山盛直树把目光瞄准了金枪鱼。船舶在航行时,接触海水的船底表面摩擦占了全部阻力的50~80%。按照山盛的想法,船舶如果能实现粘膜与海水的液液接触,而不是固体(船底)与海水直接接触,应该能减小阻力。
 

为此,山盛采用了在船底涂料中掺入亲水性高而且具有粘性的水凝胶,由此降低与水的摩擦的方法。水凝胶中桥联的高分子能够形成三维网眼够早,在网眼中存水。在日常生活之中,海带浓汤和琼脂也属于这一类。


如此一来,既不损害船底涂料防止藤壶等水生生物附着的根本目的,又能够减弱海水摩擦阻力的LF-Sea便应运而生。经确认,采用该涂料的轮渡能够节约燃耗3.4%左右。虽然只有区区3.4%,换算成燃料成本也能够节约1000万~2000万日元左右。因此,自从2008年投产以来,已经获得了600余艘船只的采用*1。

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