鱼表粘膜的减阻吸附机理研究

It is very important to design and manufacture the drag reduction and adsorbents ability on new materials in order to get the better effect of low carbon economy and energy saving. Necessary to reduce the friction between the surface of the moving object and the fluid when make a new manufacturing of Conveying equipment. The one of the most useful characters of fish mucus is lubrication and drag reductions. For better effect on drag reduction, this research will focus on the mechanism research on drag reduction and adsorbents ability on fish mucus. Two interfaces between “fish mucus and fish skin” and “fish mucus and fluids” will be observed through the monitoring the surface morphology of fish mucus and then analysis functions of the molecular by many spectrums results. From the results of many spectroscopy such as infrared spectroscopy，Raman spectroscopy etc., the new mechanism of the interfaces effect will be analysized for getting further effect of the drag reduction in order to get the theoretical basis to manufacturing the multi-functions of structures in future.

设计和制备具有减阻功能的新材料是实现低碳经济和节能减排的重要途径。减小运动物体表面与流体之间的摩擦阻力对于设计和制造流体输送设备、交通工具等都是非常必要的。鱼类体表粘膜的特性之一就是其优异的润滑，减阻特性。为获得更好减阻率的仿生复合减阻结构，本课题将研究鱼类表皮粘膜的吸附减阻机理。通过观测鱼类表皮粘膜的分子级表面形态与动态，对“粘膜与鱼鳞/皮”和“粘膜与水溶液”这两种界面进行研究。对鱼类表皮粘膜这两种界面“粘”与“滑” 的动态微观表征与分子结构分析，得到鱼类表皮粘膜在这两种界面上的形貌，探索分子间的（表面）力在界面中的作用。探讨新的生物界面吸附减阻机理。为制造出具有吸附减阻功能界面上的复合结构或构象提供充分的理论依据。

自然界生物体表经过亿万年的优胜劣汰和进化，形成许多独特的微观结构和优异的功能。 鱼类体表粘液的润滑减阻性能研究也逐渐得到国内外研究者的广泛关注，就鱼体粘液的分泌方式、粘液成分和粘液减阻机理等开展了大量研究。而相关研究成果已广泛应用于水中交通工具及管内流体减阻的研究。本项目首次从活体鱼类动态实验出发，提出一种新型荧光检测粘液方法：用FITC作为荧光标定试剂；通过荧光显微观测、溶液荧光强度检测、冰冻切片、电镜等方法从不同角度对标定结果进行检测。重点研究活体鱼粘膜 “粘膜与水溶液”和“粘膜与鱼鳞/皮” 两个界面，成功观测到活体鱼类在运动中粘液分布、运动和脱落的过程。粘液在鱼体表面并不是均匀分布；分泌粘液具有一定的方向性，即开口方向与鱼体的运动方向一致。 鱼体游动中身体摆动幅度、频率不同导致粘液脱落速度存在差异。本项目通过对鱼类表皮粘膜这两种界面“粘”与“滑”的动态微观表征得到鱼类表皮粘膜在这两种界面上的形貌，探讨了新的界面减阻吸附机理。为制造出减阻吸附功能界面上的复合结构与构象提供充分的理论依据。结合新的材料设计和加工手段，为今后制造出具有特殊功能的复合仿生界面提供设计理论及批量制造方法。