蝠rays的食物捕获机制可能是更好的过滤系统的关键

俄勒冈州立大学的一项新研究显示，蝠rays以一种新颖的方式从一口海水中榨取微小的食物，这种方式可以成为各种商业应用中更好过滤的关键。

今天发表在“科学进展”杂志上，研究结果解释说，蝠over过滤浮游动物，浮游植物和微型甲壳类动物的装置不同于以前在任何生物或工业系统中看到的任何装置。

“最常见的过滤器类型是筛网过滤器，其中含颗粒的液体通过孔隙小于颗粒的膜，”研究报告的共同作者，俄勒冈州立大学综合生物学助理教授Jim Strother说。。

筛网过滤器包括从将面食过滤的厨房漏勺到产生超纯水的膜过滤器的所有东西。其他过滤机制是水溶胶过滤，例如HVAC系统中的纤维过滤器，以及用于无袋真空吸尘器的旋风过滤。

“全世界有许多不同类型的过滤器用于多种用途，但它们都只基于一些基本机制，”Strother说道，他与相应的作者Misty Paig-Tran和加州州立大学富勒顿的Raj Divi合作。

蝠rays是可以测量超过20英尺的鲨鱼的近亲，通过在游泳时将富含浮游生物的水带入口中来进食。它们过滤并摄取浮游生物，然后将剩余的水冲洗掉它们的鳃裂缝。

许多过滤系统容易堵塞，因为它们会收集过滤掉的东西，但是蝠使用叶状叶片阵列将食物颗粒从过滤器上弹开。

通过叶片的水产生了复杂的漩涡漩涡模式，流动中的食物颗粒撞击叶片并移开。该设置允许鱼保留比毛孔小得多的食物生物。

“蝠rays似乎利用了一种新颖的机制来过滤流体中的颗粒，”Strother说。“它们的过滤装置有一种特殊的结构，可以使浮游生物颗粒从过滤器中弹出并集中在口腔中，这样鱼就可以摄取它们。”由于颗粒被过滤器排斥但未被捕获，因此过滤器具有几种非常理想的性质，包括它可以在高流速下操作并且极其抗堵塞。

“本文建立了基本机制，我们目前正在研究是否可以将这种机制适用于工程系统，”Strother说。“例如，未来的一个方向是探索这是否可以应用于废水处理，以解决微塑料污染带来的新威胁。”

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