我们都有碰过倾盆大雨的经验，当被硕大雨滴砸中，你或许只觉得痛，但对蝴蝶一样小巧的昆虫来说，几乎就像被保龄球砸中危险，为什么昆虫似乎都不会因被大雨击中受伤？
为了深入了解不同动植物如何减轻大雨带来的危险，康乃尔大学团队运用高速摄影机，以每秒 5,000 至 2 万帧的速度观察水滴落在蝴蝶、飞蛾、蜻蜓、鹈鹕羽毛和连香树（katsura）叶片的影响。
研究作者、生物环境工程师 Sunghwan Jung 指出，撞击力并不是雨滴的唯一问题。雨水也可能严重破坏昆虫的飞行能力，或剥夺鸟类的体温，限制身体和每颗雨滴接触的时间，对许多动物来说至关重要。
“对小动物而言，被雨滴打中大概是最危险的事。”
过去也有研究进行类似观察，但当时实验用的水滴落下速度远低于实际雨滴（每秒可达 10 米），为了更了解实际情况，康乃尔团队决定测试更符合实际水滴落在不同表面的撞击动力学。
研究人员观察到，当水滴与叶子、蝴蝶翅膀表面接触时，会掉落到微小的颠簸或尖刺上，让水滴内产生像冲击波的波浪。随着波浪相互干扰，水滴表面出现皱褶，使表面尖刺有机会戳穿水膜，将水滴破裂成更小的碎片。
（Source：Sunghwan Jung et al. CC BY-NC-ND 4.0）
除此以外，昆虫和植物表面的天然奈米级蜡层也有助排水，研究人员推算，在蜡层与碎裂雨滴的凹凸结构协助下，液体与表面间接触时间减少近 70%，可说大幅减少了热量和动量传递，对需要保持热量的微小昆虫来说是巨大的不同。
有趣的是，《美国国家科学院院刊》（PNAS）的研究也提到，自然界其他生物似乎老早就注意到这项功能并加以利用。后续的实验，团队发现真菌会利用这层植物防御，让孢子附着在零散的雨滴碎片来增强自身的扩散能力。
这是第一项了解高速雨滴如何在天然表面作用的研究。Jung 认为，在具微米级凹凸结构和奈米级的蜡层下，可说这些生物体天生就有超疏水（hydrophobic）表面。
就像受荷叶启发的防水涂层，更进一步了解蝴蝶翅膀的微尖刺在打碎雨滴的作用，可帮助工程师开发更高级的防水材料。“超疏水表面有广大需求市场，但要制造受启发的实际工程产品，耐用性还是最大问题。”
- Butterfly Wings Conceal Hidden Structures That Destroy ‘Deadly’ Raindrops
（首图来源：pixabay）
