Добавить новость
smi24.net
News in English
Июль
2023

Cicadas could hold the secret to self-cleaning surfaces – new study

0
Fotoz by David G/Shutterstock

Nature is inspiring scientists all the time. Some ideas are still in research, like beaver-inspired super-warm wetsuits. But others are already part of human life, like velcro (based on burdock burrs) and the Japanese bullet train (modelled on kingfishers’ long narrow beak).

Cicadas inspired my team’s recent research into self-cleaning surfaces.

Keeping your car windowpanes spotless can feel like a never-ending battle against the forces of dirt and dust. But insects like cicadas have a fascinating trick up their sleeves that keeps their wings spotless, without the insect putting in any effort. And it may hold the key to save us the hassle of constant cleaning.

My team’s study investigated the mechanism behind this self-cleaning process.

Thanks to the peculiar texture of cicada wings, morning dew condenses on them and gradually grows into small water droplets. These droplets remove dust particles and microorganisms as they collide with each other or roll down the insect’s wings.

Cicadas are not the only insects that have evolved self-cleaning bodies. Many butterflies have wings that can clean themselves. Other creatures like geckos and certain plant leaves, such as lotus and rice, also use droplet motion to keep themselves free from dust as cicadas do. These moving droplets also help remove bacteria, thus lowering the risk of infections.

Water ‘beads’ on a lotus leaf. tanakawho/flickr

If a liquid is spilt on most surfaces (think of an overturned mug of coffee) it will simply spread across the area and stay there.

But dew droplets behave differently on cicada wings because of something engineers call “super-hydrophobicity”, or extreme water-repellency. Cicada wings’ surface contains a complex arrangement of thousands of tiny wax-coated cones. Water droplets on the wing assume a bead-like shape because they want to minimise contact with the wing surface. This is due to the wax that repels water and the conical tips, which prevent spherical water droplets from penetrating into the wing membrane.

This would look just like a fully blown balloon placed over a bed of nails. It won’t pop because the pressure is distributed over all the nails. In the case of droplets, the wax-coated cones facilitate effortless droplet movement on cicada wings.

Jumping and rolling water droplets

Previous studies showed gravity, makes larger droplets roll down cicadas’ waxy wings, picking up numerous contaminants along their journey.

However, until now, how smaller droplets, which are too small to be pulled by gravity, picked up dirt remained elusive. We found that small droplets, over time, will merge with their neighbours.

The merged droplet jumps off the surface instead of rolling off. During the jump, the droplet will assume a shape that resembles a hot-air balloon about to take off from the ground. Our study revealed that this hot-air balloon shape is crucial for enabling droplets to carry dirt away from the surface.

Jumping water droplets

Water droplets approach each other, merge, pull the dust particle underneath, and jump away by carrying it from the surface. The hot-air balloon configuration is seen in the third image. S. Perumanath

It turns out that it is the surface tension of the liquid droplet that picks up the dirt while the droplet is in the hot-air balloon shape. Surface tension is the tendency of droplets that are exposed to air to maintain a spherical shape. When a droplet forms the hot-air balloon shape with dirt underneath, it will try to reform as a sphere. In the process, it inadvertently pulls the dirt away from the surface.

We also observed that water droplets can’t remove all contaminants in this way. For example, on cicada wings, water droplets may be able to remove tiny sand particles but not those made of soot.

We also found that, regardless of whether droplets jump or roll, the mechanism for dislodging contaminants from a surface remains the same. As a larger droplet rolls past dirt, its surface will get distorted. The droplet will try to retain its natural spherical shape, which will, as in merged droplets, pull the dirt off the surface.

Natural engineering

In the future, engineers can incorporate what we learned about cicada wings into product designs, and we may not need to splash water and wipe our windowpanes and other surfaces anymore because they will clean themselves.

Imagine skyscraper windows, solar panels and surveillance camera lenses that can clean themselves. A super-hydrophobic coating can also help prevent frost formation on various surfaces in winter - like your car windscreen.

This will be a good addition to the list of imminent upgrades to our existing infrastructure alongside plant leaf structure-inspired efficient solar panels and termite mound-inspired buildings with more effective ventilation in cities around the world.

Even in the most urban places, nature is all around us.

Sreehari Perumanath receives funding from the Leverhulme Trust via the Early Career Fellowship ECF-2021-137. This work was completed in collaboration with Dr. Rohit Pillai and Dr. Matthew K. Borg, University of Edinburgh, UK, who received funding from the Engineering and Physical Sciences Research Council (EP/R007438/1, EP/V012002/1, and EP/N016602/1). All simulations were run on ARCHER2 funded by an EPSRC/ARCHER2 Pioneer Project.








Вывод песни для продвижения в Импульсе Яндекс Музыка.

Трамвай «Славянка» получил первые тяговые подстанции

Екатеринбург с высоты птичьего полёта

В Москве прошла четвертая международная премия в области архитектуры, строительства и дизайна The Fashion Home & Interiors Awards


The 5 biggest global business rivalries to watch, and how their outcomes will shape the future

Trump’s threatened 40% tariff on ‘transshipped’ goods tries to target China and its manufacturing strength

£39m United star shouldn't be starting vs Arsenal, was gifting possession to Everton

OpenAI launches GPT-5, its most powerful AI yet—will it be enough to stay ahead in today’s ruthless AI race? 


ЦБ РФ: количество жалоб на страховщиков в ОСАГО уменьшилось на 62 %

Где в России водители используют европротокол чаще всего

Bluetooth-сканер штрих-кодов SAOTRON P04 на базе CMOS-матрицы

В центре Курска пьяный водитель Mercedes врезался в пять автомобилей


Раскрой потенциал Мистера Террифика из DC Worlds Collide с этим гайдом

Находи идеальные места для персонажей-фигурок в «Is This Seat Taken?»

DeepMind CEO makes big brain claims, saying AGI could be here within 'five to 10 years' and cause humanity to experience widespread change that's '10 times bigger than the Industrial Revolution, and maybe 10 times faster'

Обзор на мобильную версию A Game About Digging A Hole



AI-скоринг от Cware Labs — революция в анализе Web3-проектов

ГК «КОРТРОС» — в числе лидеров страны по объему ввода жилья

«REC. Гран-При Авторадио»: гонка на выносливость снова в Москве

Высокоскоростная магистраль Москва - Петербург вошла в проект схемы метро Москвы


Fox: встреча Путина и Трампа планируется на середину августа

Велоспорт для всех: начни вместе с ENERGY

В России появилась универсальная методология нагрузочного тестирования ERP-систем

Скандальный Стас Садальский: с кем артист успел поссориться за 74 года


«Осторожно, Москва»: мать годовалого ребенка нашла червей в рыбе из «ВкусВилла»

В ЗелАО на площадке брошенного транспорта скопилось примерно 130 машин

Грузия отказалась от договора о неприменении силы с Абхазией и Южной Осетией

У взяточника в Подмосковье отсудили жилье и автомобили на 70 миллионов рублей


Теннисист номер один мира прошёл отбор на итоговое соревнование ATP

Потапова вышла во второй круг турнира WTA в Цинциннати

Винус Уильямс выбыла из борьбы в начале турнира в Цинциннати

Анастасия Потапова выходит во второй круг турнира WTA в Цинциннати


Количество поездок автотуристов в Нижегородскую область за 7 месяцев 2025 года увеличилось на 24,2%

Сотрудник полиции из Краснодара признал вину по делу журналистов Baza

В ЗелАО на площадке брошенного транспорта скопилось примерно 130 машин

Застройщики оценили уровень взаимодействия с экспертами Единого контактного центра на 4,9 балла


Музыкальные новости

Певец Иракли станет хедлайнером Гастрофестиваля на Лебяжьем озере

Уставшие, но счастливые: Лепс и SHAMAN встретились в пробке на Крымском мосту

В сеть просочились фото с закрытого вечера Андреа Бочелли

Фронтмен Black Sabbath Оззи Осборн умер в 76 лет от прогрессирующей болезни


Стало известно, как выглядит любимая квартира Татьяны Булановой

ГК «КОРТРОС» — в числе лидеров страны по объему ввода жилья

Наталья Рудик назначена директором по продуктам ERM и BPM в компании «НЕКСТБИ»

AI-скоринг от Cware Labs — революция в анализе Web3-проектов


Сборная Удмуртской Республики выиграла Всероссийские соревнования по следж-хоккею среди ветеранов СВО «Кубок героев» в Туле

Мишустин списал 29 миллиардов долгов 12 регионам — уже 36 субъектов получили льготы в 2025 году

Казанцы дадут бой армейцам в Москве? ЦСКА — «Рубин»: прогноз и ставка

«Навсегда в наших сердцах»: Нюша рассказала о потере бабушки


На западе Москвы 9 августа закроют движение автомобилей

В каких городах России популярен Haval Jolion

Собянин объявил о новых правилах для пользователей сервисов аренды автомобилей

В Москве росгвардейцы пришли на помощь пострадавшему в ДТП велосипедисту (видео)


Трамп без давления: встреча с Путиным вызвала недовольство в ЕС

Президент ОАЭ поделился деталями встречи с Путиным

Трамп выступил перед журналистами в Белом доме

Путин подчеркнул важность престижности сельскохозяйственных профессий




Собянин: В Коммунарке открылся новый филиал поликлиники «Троицкая»

Пластический хирург Софья Абдулаева: для чего нужна искусственная кожа и чем она может помочь

Врач-офтальмолог Кирилл Светлаков: первые симптомы конъюнктивита - когда стоит обращаться к врачу

В библиотеке №183 им. Данте Алигьери с сентября начнут работу новые группы программы «Московское долголетие»


В Киеве пришли в ярость после слов Зеленского об СВО

Трамп опроверг, что ставит условием встречи с Путиным контакты руководства России с Зеленским

Зеленский назвал сроки достижения мира

Холодный душ для Киева: Трамп заявил, что Путину для встречи с ним не обязательно встречаться с Зеленским


«REC. Гран-При Авторадио»: гонка на выносливость снова в Москве

Форум-фестиваль «Москва 2030» подготовил насыщенную программу на 9 и 10 августа

Родители с детьми стали главными гостями экстрим-фестиваля в Москве

Чемпионат по самбо среди военнослужащих Росгвардии прошёл в Грозном


Лукашенко заявил, что у России и Белоруссии достаточно вооружения для ведения боевых действий

Путин и Лукашенко поговорили по телефону о переговорах между Россией и США

Лукашенко: Белоруссия не договаривается с США за спиной у России

Лукашенко: Минск не использует нелегалов, чтобы навредить Евросоюзу


Сергей Собянин: Неделя кино объединит представителей индустрии и зрителей

Собянин объявил о новых правилах для пользователей сервисов аренды автомобилей

Собянин открыл электродепо «Столбово» Троицкой линии метро

Собянин: В Коммунарке открылся новый филиал поликлиники «Троицкая»


AP: в США более четырёх тысяч человек обязаны покинуть свои дома из-за пожара

В течение суток в России ликвидировали 47 природных пожаров

В пятницу на большей части Подмосковья ожидается II класс пожарной опасности

Туроператоры не зафиксировали обращений россиян после селевых потоков в Абхазии


Сотрудник полиции из Краснодара признал вину по делу журналистов Baza

Грузия отказалась от договора о неприменении силы с Абхазией и Южной Осетией

Телеканал «Союз» показал 10 выпусков проекта «Татар-информ» «Кофе с батюшкой»

Казань заняла шестое место в России по количеству электрозаправок


Чёрный день календаря. 8 августа: Архангельская трагедия. Как ошибка пилота погубила рейс Як-40

Защищённый планшет промышленного класса Saotron RT-W11

Льготные ипотеки на Дальнем Востоке активно получают участники СВО и сотрудники ОПК

В Алтайском крае не будут проводить проверку на предмет чрезмерного роста тарифов на ЖКУ


Аренда квартир в июле 2025 года: за сколько можно снять жильё в Симферополе и Севастополе?

Семь поездов задерживаются на Кубани из-за падения обломков БПЛА между станциями Величковка и Ангелинская, там пропало напряжение контактной сети

Компания «Гранд Сервис Экспресс» информирует об изменениях в курсировании некоторых поездов «Таврия» с осени 2025 года

В Калининском районе Краснодарского края фрагменты дронов повредили контактную сеть на железной дороге между станциями Величковка и Ангелинская, сообщил оперштаб региона


Сотрудник полиции из Краснодара признал вину по делу журналистов Baza

В аэропорту Петербурга утром в пятницу чотменено 9 рейсов

Грузия отказалась от договора о неприменении силы с Абхазией и Южной Осетией

Количество поездок автотуристов в Нижегородскую область за 7 месяцев 2025 года увеличилось на 24,2%














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *