從蒲公英種子的飛行中 人類可以學到很多

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蒲公英是一種大家都知道的多年生草本植物，它屬於菊科蒲公英屬。它還有很多別名，比如婆婆丁、黃花地丁和華花郎等等等。頭狀花序，種子上布滿白色冠毛結成的絨球，像一簇白色的刷毛。

蒲公英之所以被很多人知曉，主要是由於它獨特的繁衍和傳播方式。當它開花以後，蒲公英的種子能夠藉助風力傳播數公里遠，儼然成為了一個個小小的飛行專家。

就在2018年，一組愛丁堡大學的科學家們就曾對蒲公英的種子進行過研究，主要是研究它們是如何實現遠距離傳播的。他們發現，當蒲公英的種子漂浮在空中時，在種子的下方，會形成一個穩定的，分離的循環流體環，科學家稱之為渦環。白色的冠狀刷毛就像一頂降落傘，讓種子能夠長時間停留在空中。

現在，瑞士聯邦理工學院科學家與比薩大學和特文特大學的科學家合作，將這一研究向前推進了一步。他們設計了一個數學模型，可以模擬蒲公英種子在空氣飛行時的空氣動力學，從而模仿出渦環的效果。通過研究種子能夠承受的輕微空氣湍流的強度，發現冠狀刷毛的數量多少在其中起到了關鍵的作用。

研究人員發現，冠狀刷毛是飛行穩定與否的關鍵因素。通過模型計算，當冠狀刷毛得數量為100左右時，蒲公英的種子飛行最為穩定。但實際的情況是，不同的蒲公英種子刷毛數量略有差異，導致它們各自的飛行穩定性並不相同。

一個物體想要在空中長時間的穩定旅行，必須解決兩個問題。首先，它的飛行軌跡需要儘可能穩定。其次，飛行的推進力要足夠大，必須克服空氣施加在物體上的與飛行方向相反的阻力。因為蒲公英的種子有冠狀刷毛，所以只需要微微向上的微風作用在刷毛上，就能使種子產生足夠的上升力來克服種子自身的重力和空氣阻力。

當蒲公英種子的刷毛數量在100根左右時，兩個關鍵的飛行因素都得到了優化。如果渦環太大，推進力就會過強，導致飛行不穩定。如果渦環太小，雖然能保證飛行軌跡的穩定，但飛行推進力會不足。

研究人員對自然界中發生的這種平時不易被人察覺的機制進行建模的過程，構成了一個仿生學的領域的基礎。這項研究可以應用於類似降落傘一樣工作的物體，特別是與蒲公英種子相似大小和重量的物體。同時也可以擴展到分析如何利用物體的孔隙度來影響其推進力和軌跡的穩定性，這可能會在幾個高科技領域得到應用。

總結：蒲公英的種子藉助風力繁衍生息；蒲公英的種子在飛行時，冠狀刷毛下方會形成穩定的渦環；冠狀刷毛的數量在飛行中起到了關鍵作用，刷毛數量在100左右時飛行效果最佳；對蒲公英種子的研究，可以擴展到仿生學相關的各個領域。

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