补水，我有特殊技巧：把屁股都给我翘起来！

天热了，为了解渴，我们可以喝很多的冷饮……便利的城市生活很容易让人忘记——水是宝贵的资源，尤其对干旱地区而言。

南非的纳米布沙漠，是世界上最干燥的地方之一，几乎不下雨。为了汲取生命所需的水分，沙漠里的动物就需要采取独特的策略，比如沐雾甲虫（Stenocara gracilipes）——雾中集水。

在大雾中收集水的甲虫 | BBC

沙漠里虽然不下雨，但却会起雾。大西洋上空的湿润空气会被大风吹到纳米布沙漠，令清晨时分的沙漠笼罩在薄雾之中。这些水分稍纵即逝，因而弥足珍贵。小甲虫奋力跑上沙丘，途中还有可能沦为蜥蜴的口中食，一切努力都只为赶在雾气消散前获取水分。

它们迎风翘起臀部、向前倾斜自己的身体。雾气逐渐在其背部凝结，待水珠聚得足够大，就沿着身上的细槽流到嘴里。

迎风翘起的甲虫 | wired

沐雾甲虫那看似普通的后背，其实有着精巧的设计。

甲虫的背面，有很多小凸起 | Nature

它们的背部凹凸不平，有很多细小的凸起。凸起的顶端没有蜡质覆盖物，是亲水的，水会被这样的表面吸住，然后铺展开来。

然而，凸起的斜边部位以及背上的沟槽，却都是覆盖了蜡质物的微结构。这些微米结构和蜡质物共同创造出了与荷叶表面类似的超疏水系统，在这样的表面上，水珠就变成圆滚滚的，非常容易滚落。

凸起的顶端是无蜡的、亲水的 | Nature

简单说来，甲虫背上的凸起尖端是亲水的，可以收集雾中的水分，而凸起的斜边与背上的沟槽是疏水的，便于收集而来的水珠流到嘴里。

在炽热难耐的沙漠里，若非利用特殊的可控机制，雾中的小水滴会在热度及风力的作用下很快消失。因此，雾中集水并没有那么简单。

水滴把甲虫背上那亲水的凸起顶端作为凝结点，并逐步增长。浓雾中的水，固定于凸起顶端，形成快速增长的粘附在背部的水滴。而水就算落在疏水区域，也可以在弹起或被风吹到亲水区域时，被收集起来。

而水滴能粘附在亲水的凸起尖端上，取决于亲水尖端与水滴之间的吸引力。汇聚在一起的水滴，最终增大到一定的大小。超过这一大小后，水滴质量与表面接触面积的比率快速增加，直到克服了将水滴粘附在表面的吸引力。此时，水滴从亲水区域脱离，并沿着凸起之间的疏水沟槽，从倾斜的甲虫表面上滚落。

水珠超过一定的大小，就会滚落 | wired

不过，浓雾总是伴随大风出现，凝结而成的水滴不会被吹入风中吗？毕竟在集水的过程中，水滴已经成长为足够大。

科研人员观察到，在自然环境中，沐雾甲虫背部的水珠直径大概会增长到约4-5毫米后，随即形成稳定的水流来为自己供给水分。

研究人员进一步计算发现，在迎风倾斜角度为45°，风速5米每秒（与纳米比亚测定的风速一致）的情况下，水滴直径大于5毫米时能沿表面滚落而不致被吹入风中。这种理论与实际的契合，或许就是千万年进化过程与自然选择较量的结果吧。

沐雾甲虫的这种集水结构有非常广泛的应用前景，例如集水帐篷、捕雾网、集水瓶等等。通过这种方法，在不消耗能量的情况下，可以实现对气态水的收集。

捕雾网 | aqualonis

在摩洛哥，雾中集水网系统（CloudFisher）可以将潮湿的空气转变为液态水，每天能够产生多达1600加仑的干净水（约320桶的桶装水）供附近的居民使用。

倘若这种应用进一步得到改善、普及，那将给干旱地区带去宝贵的干净水源。另外，仅仅是非洲女性，每年花在打水的时间加起来可高达400亿个小时，因此，类似的集水应用也将极大解脱了打水的女性，让她们能够将更多的时间与精力放在更有意义的事情上。

出去打水的女性 | un.org

家务缠身的非洲女性，在野外徒步的旅人，亟需灌溉的农田，远洋里往返的巨轮……几乎每个地方每个人都需要干净、便宜的淡水，也几乎都可以从捕雾网等应用中得到收益。也许有一天，这个小小甲虫会给世界带来巨大变革，在大海中变出淡水，将沙漠变为绿洲，让空气里的微小水雾凝聚成流，滋润干裂的土地和嘴唇。

作者：Vivian

编辑：Cloud、游识猷

参考文献

[1] Parker A R, Lawrence C R. Water capture by a desert beetle[J]. Nature, 2001, 414(6859): 33.

[2] Can Namib Desert Beetles Help Us Solve Our Drought Problems? | Think Like a Tree

[3] Giant nets harvest fog to solve water crisis in Morocco. https://mashable.com/2017/01/31/fog-catching-nets-turn-moisture-into-water/?europe=true

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