鯊魚鼻腔流體力學：生物策略探究與仿生設計概念轉譯
- 刊登日期: 2019-02-26
| 執行方法及步驟 | 本計畫以大青鯊為研究物種，結合實驗與計算流體力學，探討鯊魚氣味偵測的多尺度力學原理。我們運用三維輪廓掃描、微米電腦斷層掃描、與磁振造影等技術，來重建鯊魚頭部及鼻腔的二維微流體模型。 |
| 執行績效 | 1. 計算流體力學結果顯示： (1) 當泳速增加時，兩鼻孔間的壓力差也會增加，有利於氣味被動進入和連續採樣； (2) 在具層狀結構的鼻腔內，流速和壓力變化主要發生在外部區域，而擴散則發生於靜態的內部區域。 2. 二維微流體模型可視化實驗顯示： (1) 當流速增加時，氣味呈現空間分佈特性，意味鯊魚鼻腔可能具有層析效應，而當鯊魚游泳擺頭時，鼻腔可能具有空間解析以及立體嗅覺的特性。 |
| 結論與建議 | 1. 結論：計畫成果所揭示的生物力學機制不僅有助了解鯊魚如何在游泳時偵測並定位遠方獵物，亦可作為未來仿生化學感測器的設計靈感。 2. 論文發表：「透過計算流體力學探討鋸鋒齒鯊嗅覺區域流動型態」， 蘇哲毅、蔣雅郁與紀凱容，中國機械工程學會第36屆全國學術研討會，2019年12月07-08日，國立臺灣師範大學，台北，台灣。 3. 未來規畫：已申請2020年科技部個人型研究計畫：鼻腔入流生物力學（紀：生科司）、微流體動力學（蔣：工程司）。未來規劃申請科技部整合型研究計畫，進行跨機構及跨國合作，並納入神經科學及生物感測器面向。 |
| 附件 |