Nếu đã từng một lần phải đi xe máy dưới cơn mưa nặng hạt, bạn hẳn sẽ hiểu cảm giác mưa "quất rát mặt" là như thế nào. Cực kỳ khó chịu, thậm chí còn đau khó tả nữa cơ.
Nhưng đó là chúng ta! Còn với các loài côn trùng, hứng trúng một giọt mưa cỡ đó thì cũng giống như con người chúng ta ăn nguyên một quả bóng bowling từ trên trời rơi xuống vậy. Nghĩa là với chúng, đó là những giọt mưa mang bóng dáng của tử thần.
"Bị mưa rơi trúng là yếu tố hết sức nguy hiểm với các loài vật có kích cỡ nhỏ bé" - trích lời Sunghwan "Sunny" Jung, kỹ sư sinh học môi trường từ ĐH Cornell (New York).
Jung cho biết, sự nguy hiểm không chỉ nằm ở áp lực va chạm với hạt mưa. Những cơn mưa có thể phá vỡ sức bay của côn trùng, còn các loài chim bị ướt lông có thể mất khả năng giữ ấm. Vậy nên, việc né tránh tiếp xúc với mưa là điều rất quan trọng đối với hầu hết các loài động vật.
Nhưng tại sao các loài côn trùng vẫn có thể tồn tại được dù cả cuộc đời phải đối mặt với vô số trận mưa?
Jung cùng cộng sự Seungho Kim và các đồng nghiệp khác tiến hành tìm hiểu xem các loài động thực vật giải quyết mối nguy này như thế nào. Họ sử dụng camera quay tốc độ cao để xem lại tác động khi mưa rơi trúng cánh của một số loài như bướm, ngài (bướm đêm), chuồn chuồn, chim ó biển, và lá cây katsura (loài cây bản địa của Nhật).
Thí nghiệm mưa rơi trúng cánh của các loài côn trùng.
Thực sự thì trước kia, đã từng có một số nghiên cứu quan sát sự va chạm của nước với các loài vật, nhưng ở tốc độ thấp hơn rất nhiều so với hạt mưa (có thể lên tới 10m/s, hoặc 36km/h). Còn trong nghiên cứu này, đội nghiên cứu tăng tốc độ của nước lên để có góc nhìn trực quan nhất.
Kết quả, họ thấy những giọt mưa sau khi va chạm với cánh côn trùng sẽ biến thành các giọt nhỏ hơn, tạo ra đợt sóng xung kích lan tỏa khắp bề mặt. Tuy nhiên, bề mặt cánh của côn trùng lại có một lớp sáp xếp theo cấu trúc quy mô nano, giúp phản lại các giọt nước này. Cộng thêm việc nước vỡ ra thành các giọt nhỏ hơn, thời gian tiếp xúc với giọt nước và bề mặt cánh giảm được tới 70%.
Chính nhờ yếu tố này, khả năng truyền động và truyền nhiệt giảm đi rất mạnh, qua đó giúp các loài côn trùng vẫn giữ được hơi ấm cho cơ bắp để tiếp tục bay và né tránh kẻ thù.
Bề mặt cánh của côn trùng lại có một lớp sáp xếp theo cấu trúc quy mô nano, giúp phản lại các giọt nước.
"Nhờ có 2 kiểu cấu trúc: một dạng ở quy mô hiển vi (cấu trúc gập ghềnh, thô ráp) và một ở quy mô nano (cấu trúc sáp), chúng có những bề mặt chống nước siêu đỉnh" - Jung nhận xét.
"Đây là nghiên cứu đầu tiên để tìm hiểu về sự va chạm giữa mưa và khả năng chống nước của côn trùng".
"Có một thị trường ứng dụng cực lớn trong lĩnh vực này, chẳng hạn như chế tạo các vật liệu chống nước".
Nghiên cứu được công bố trên Kỷ yếu của Viện khoa học Hàn lâm Hoa Kỳ (PNAS).