Исследователи изучают насекомых - в частности цикад - для понимания принципов создания искусственных поверхностей с противообледенительными, самоочищающимися и противотуманными свойствами.

Разумеется, крылья позволяют цикадам летать, но они также хорошо отражают воду - свойство, которое также может быть очень полезно людям.

«Наша работа с цикадами позволяет нам исследовать поле под названием «биоиндикация», - сказал Ненад Милькович, профессор механики Университета штата Иллинойс, который возглавил новое исследование крыльев цикады.

Исследование, опубликованное в журнале Applied Materials and Interfaces, было посвящено водоотталкивающей способности крыльев цикады. Исследовательская группа инженеров и энтомологов использовала высокоскоростную микроскопическую фотосъемку для изучения способности крыльев цикады отталкивать воду.

«Свойство, которое позволяет поверхности отталкивать воду, называется гидрофобностью, оно заставляет воду скатываться с нее», - сказал Милькович. - «Супергидрофобность - это крайняя форма этого свойства и крылья цикады, обладают этим свойством, имеют шероховатую наноструктуру, которая создает открытые пространства вокруг капелек воды, позволяя поверхностному натяжению заставлять капли спрыгивать с крыльев».

Прошлые исследования крыльев цикады были сосредоточены на одном виде. Тем не менее, природа является переменной, и команда хотела использовать сравнительный подход для изучения этой изменчивости.

«Традиционная идея состояла бы в том, чтобы собирать цикад, которые живут на водно-болотных угодьях, для изучения гидрофобности крыла», - сказала Марианна Аллейн, ученый-энтомолог и соавтор этого исследования. Такие исследования основаны на предположении, что цикады на водно-болотных угодьях имеют наиболее водоотталкивающие крылья.

«Мы хотели проверить эту гипотезу, поэтому мы собрали четыре разных вида: один найден в болотах, один - в лесах, один из луговых земель», - сказал Аллейн.

«Мы ожидали обнаружить, что образцы из более сухих местообитаний не будут иметь супергидрофобности», - сказала Кэтрин Дана, аспирантка энтомологии и соавтор исследования. - «Но были удивлены, обнаружив противоположное, и что среда обитания не связана с чрезвычайной водоотталкивающей способности крыльев цикады».

Оказывается, что другие факторы могут быть лучшими предикторами супергидрофобности, такими как различия в жизненных циклах видов - например, однолетние или многолетние виды - и связанная с ними видовая связь.

«Это исследование является отличным примером силы объединения разных полей для изучения и понимания природных систем», - сказал Дон Кропек, аналитический химик из Центра исследований в области энергетики. - «У нас есть отличная многопрофильная команда из аналитической химии, машиностроения, энтомологии и материаловедения, которая обещает скопировать природные структуры, такие как крылья насекомых, чтобы создать поверхности с улучшенными свойствами».