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學習蝠鲼的獨特過濾系統

蝠鲼


學習蝠鲼的獨特過濾系統


前口蝠鲼的口腔
（）據EurekAlert!：蝠鲼是通過一種獨特的過濾系統來進食的，該系統可讓水通過 ， 而細小的食物顆粒（即使其比蝠鲼的濾孔還?。┰蚧帷暗笨懷緣?。這一過濾機制令其有望用于工業過程（如廢水處理及減少微型塑料污染），因為它會排斥顆粒而非卡住顆粒，因此能抗阻塞 。
工業和生物系統會用多種不同的固液分離機制，它們包括篩子（常見于瀝干意大利面食的漏鍋）、錯流、水溶膠和旋風式分離 。然而，這些過濾系統經常堵塞，使得對其進行清潔成本高昂且費時 。蝠鲼所擁有的過濾系統與其它動物不同；它們會在游動時張嘴進食；它們在捕獲浮游生物的同時會通過鰓將海水排掉 。人們對蝠鲼的解剖頗為了解，但其過濾器官所用的分離機制則仍然令人捉摸不透 。
Raj V. Divi和同事用物理建模和計算流體動力學（CFD）對蝠鲼可進行過濾-進食的口腔周圍的液體流動進行了檢查 。他們根據海洋巨型蝠鲼（前口蝠鲼）創建了3-D打印模型，并將其置于一個充滿染料的再循環流動池中 ， 這些染料可用來觀看流動池周圍的液體流動 。作者發現 ， 液流分離發生在每一過濾器葉片的前沿之后 ， 并在每一孔隙內形成大渦流 。在有顆粒存在時，代表浮游生物的中性浮力顆粒會被過濾器排斥 。CFD模型揭示 ， 接觸力可使顆粒從濾孔“彈”開并向后回到快速移動的自由流動中 。
作者說 ， 這證明了吸入蝠鲼口中的小顆粒食物實際上被吃了，而非通過魚鰓排出或堵塞在濾孔周圍 。