新型空气采样器，成本不到一块

8月14日，记者从中国科学院理化技术研究所仿生智能界面科学中心获悉，该中心董智超研究员团队从自然界蝴蝶的“卷喙饮蜜”行为中获得启示，开发出一种新型无泵空气采样器，单次材料成本低至约0.87元人民币，且无需依赖机电设备驱动。该成果发表于《美国国家科学院院刊》。

呼吸系统传染病与空气污染是全球公共健康的长期挑战。但目前，便捷的空气检测服务仍难以普及。其原因在于传统泵吸式空气采样器因依赖电力驱动、操作复杂且成本较高，在偏远地区部署受限。此外，传统设备在气溶胶采集、管路转移和洗脱环节中常发生严重的壁面吸附与样本损失。

董智超等人在观察蝴蝶时，发现大多数蝴蝶伸着长“吸管”——喙吮吸花蜜，但有一只蝴蝶却“另类”地把“吸管”卷成一个圈，在环中吐出一小片水膜。

利用X光透视相机追踪这只蝴蝶时，团队成员发现了惊人一幕：当水膜被吸薄到极限、突然破裂的瞬间，破裂产生的力如同无形之手，将整片水膜中的液体瞬间“拽”进食道，一滴不剩。

“这毫秒级的‘脆响’式抽吸，高效又省力，释放的正是液体表面的‘能量皮肤’，也就是表面能，这是一种基于界面热力学的自然现象。”董智超说。

卷曲蝴蝶喙管。中国科学院理化技术研究所供图

受此启发，团队用3D打印机做了一个微型“环形跑道”，其中有一个硬币大小的塑料环，中间挂着一层薄薄的液体膜，环的内部藏着毛细管道，模仿蝴蝶吸管里的食物通道。