鴨子羽毛的防水能力來自於幾個串聯起來的特征。其一，鴨子會定期將來自特殊腺體的油塗抹在其外層羽毛上，這使得水形成水滴並直接滾落。但羽毛的微觀結構也起著關鍵作用，它可以捕獲空氣，使水遠離鳥類的皮膚。
弗吉尼亞理工大學的研究人員首先調查瞭當這些羽毛的多層堆積在一起時會發生什麼。他們部分密封瞭一系列的羽毛，並將它們堆放在一起，使未密封的部分排成一排。這被放置在一個壓力室中，然後將水倒在頂部的羽毛上，用管道輸送空氣，迫使水通過羽毛向下流動。
研究小組發現，可以理解的是，羽毛的層數越多，需要更大的壓力才能讓水通過它們。而且可以肯定的是，似乎不同的鴨子物種會傾向於擁有恰到好處的羽毛層，以根據它們通常潛入的深度保持幹燥。
該研究的通訊作者 Jonathan Boreyko 說：“我們的假設是使用多層羽毛，這樣水隻進入一部分，但下面有氣囊。隻要這些氣囊存在，它就能防止一種叫做不可逆的潤濕。隻要濕潤隻是部分的，他們就可以在浮出水面時把它甩出去”。
基於他們從自然界學到的東西，研究人員隨後開始設計他們自己的合成防水羽毛。他們從一張薄薄的鋁箔開始，然後用激光在上面切割出一系列僅十分之一毫米寬的槽，然後他們在上面蝕刻出一種類似於小毛發的納米結構。其結果是一個高的表面積，更容易捕獲空氣袋。
當他們再次進行測試時，研究人員發現他們的合成版本與他們的自然靈感一樣好用。該團隊表示，這項技術最終可以用於制造船舶的合成羽毛，以幫助減少阻力並阻止蔓足下綱（Barnacle）的附著。
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