貓舌頭才是終極解結(jié)專(zhuān)家

瑞秋·迦爾

譯/于巧峰

要去除頭發(fā)打結(jié)和其他討厭的纏結(jié)，一般的梳子似乎只能使問(wèn)題更糟糕。但我們那位毛茸茸的貓科寵物似乎知道更好的訣竅。它們是如何做到的呢？

佐治亞理工學(xué)院的亞力克西斯·諾埃爾在家里看著她的寵物貓，開(kāi)始問(wèn)自己同樣的問(wèn)題。

“我的貓當(dāng)時(shí)正在舔這條超細(xì)纖維毛絨毯子，它的舌頭被粘住了……”諾埃爾在2016年美國(guó)物理學(xué)會(huì)流體動(dòng)力學(xué)部門(mén)會(huì)議上告訴大家，“貓沒(méi)辦法，變得歇斯底里，我則從科學(xué)家的角度開(kāi)始思考，為什么會(huì)發(fā)生這種情況。”答案最初似乎涉及一種流體，即貓的唾液，可是諾埃爾的研究通往一條不同的路。

作為機(jī)械工程學(xué)的在讀博士，諾埃爾想對(duì)貓梳理毛發(fā)這一簡(jiǎn)單動(dòng)作背后的力量和動(dòng)力機(jī)制了解得更多一些，所以她找到一個(gè)舌頭組織樣本帶到實(shí)驗(yàn)室，使用計(jì)算機(jī)X 射線(xiàn)斷層攝影掃描儀對(duì)其進(jìn)行了近距離的三維觀(guān)察。

（頂部）貓舌頭的移動(dòng)

諾埃爾說(shuō)：“貓舌頭上有一些非常有趣的刺，被稱(chēng)為乳突，組織排列得像屋頂?shù)耐咭粯印！边@些尖銳的刺實(shí)際上由類(lèi)似于人指甲的硬質(zhì)材料形成，它們可以嵌入軟組織中，使乳突旋轉(zhuǎn)并鎖定纏結(jié)。諾埃爾補(bǔ)充道：“另外，刺的表面有尖，比較銳利。”這些“爪型刺”可以“抓住”毛發(fā)，但還不清楚貓?jiān)谇鍧嵶约簳r(shí)是如何使用的。

為了調(diào)查這些體刺的功能，她招聘了一名實(shí)驗(yàn)助理（她的貓），并用高速攝像機(jī)拍攝了它梳理毛發(fā)的過(guò)程。這樣一來(lái)，諾埃爾及其同事就能夠放慢鏡頭，以仔細(xì)觀(guān)察貓梳理毛的不同階段，尋找它在哪個(gè)階段用鋒利的體刺從它們的皮毛中理出纏結(jié)。

諾埃爾的看法是：“清掃運(yùn)動(dòng)是大家都熟悉的標(biāo)準(zhǔn)梳理運(yùn)動(dòng)，但在這個(gè)運(yùn)動(dòng)中，舌頭呈V形回縮，讓刺鉤在毛上。”

她說(shuō)：“舌刺變硬后就會(huì)從傾斜于舌面20°至30°變?yōu)?0°至80 °，舌頭組織變形時(shí)，就像一個(gè)具有非線(xiàn)性彈簧常數(shù)的漸進(jìn)式彈簧，但是不回彈。實(shí)際上，組織變形后，舌刺保持相對(duì)垂直，以便于梳理。”

諾埃爾想盡量利用自己的貓進(jìn)行更系統(tǒng)的測(cè)試，所以她以400%的比例3D打印貓舌。她把貓舌模型鉤到拉伸流變儀上，將其穿過(guò)附著在力板上的毛發(fā)樣品，測(cè)量所有方向的力并模擬膜上觀(guān)察到的梳理機(jī)制。

她說(shuō)：“舌刺一旦發(fā)現(xiàn)纏結(jié)，就會(huì)像一個(gè)熱跟蹤導(dǎo)彈一樣，旋轉(zhuǎn)并拉伸。在梳理人造毛之后，清潔貓舌也很容易，只要與舌刺逆向刷動(dòng)，一切都會(huì)一掃而空。”

貓顯然有個(gè)大毛刷，但研究人員才正在開(kāi)始解開(kāi)它們梳毛背后的科學(xué)機(jī)制。諾埃爾與其團(tuán)隊(duì)想調(diào)查貓如何使舌刺變濕，以及這種濕度如何影響梳理，這就要看他們能夠找到多少貓志愿者。