来源：中国科学报 发布时间：2021-08-19 10:38:37
意大利罗马大学Giacomo Falcucci课题组利用极端流动模拟揭示了深海海绵的骨骼适应性。相关研究成果近日在线发表于《自然》。
研究人员解决了一个悬而未决的问题：除了改善其机械性能外，玻璃海绵的骨架形态是否是优化其体腔内外流体力学的基础。使用基于“格子玻尔兹曼”的极端流动模拟，研究发现具有超过500亿个网格点并跨越4个空间和时间。这些计算机模拟实验再现了生活在深海海底玻璃海绵的流体动力学特征。
该研究结果表明，骨架排布降低了整体流体动力应力，并支撑低流速下连贯的内部再循环模式。这种模式有利于生物体选择性滤食和有性生殖。该研究揭示了生活在深海中生物体的非凡适应机制，为此类在流体力学、生物学和功能生态学上的交叉科学研究进一步铺平了道路。
据悉，自玻璃海绵被发现以来，人们对其机械性能和美学就产生了兴趣。它的骨架系统由无定形的水合二氧化硅组成，排列在高度规则和分层的圆柱形晶格中，具有优越的柔韧性和抗损伤能力。多数文献专注于对其结构进行分析，但围绕海绵的流体动力学在很大程度上仍然未知。
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