貓的"美容祕籍" 竟是人類設計毛刷的"智慧源泉"
圖1：貓舌頭上的細小腫塊實際上是被稱為乳頭狀突起的小刺，瞭解它們的工作原理可能有助於設計新的毛刷，不但可以幫助貓減少過敏，還能讓人的頭髮變得更乾淨
這些被稱為“乳頭狀突起”的細小刺狀物可以將口腔中的大量唾液轉移到皮毛上，這樣不僅可以幫助貓咪清潔面板，還可以在唾液蒸發時降低體溫。美國佐治亞理工大學的生物工程師大衛·胡（David Hu）表示：“貓的舌頭就像一把智慧化的梳子。”
這一研究結果不僅讓我們瞭解到世界上最受歡迎的寵物之一是如何保持清潔的，還激發了設計新型刷子的靈感。這種刷子叫做TIGR(舌形梳刷)，它就像貓的舌頭一樣，上面佈滿了彎曲細小的柔韌刺，它可以很容易地從人類和貓科動物身上去除鬆散的毛髮或皮毛，而且只需輕輕一刷手指就可以清理乾淨。胡教授說，通過去除多餘的皮屑，可能讓貓不那麼容易過敏。
研究人員發現，這些勺狀的乳頭狀突起可以讓貓的唾液直接進入面板，這可能會為清潔各種毛茸茸的物體表面提供新的方法。康奈爾大學生物工程師表示：“輸送液體對動物和工程師來說都是個大問題，但這篇論文表明，科學家可以利用動物基本行為的物理學原理來解決基本問題。”
胡教授的博士生亞歷克西斯·諾埃爾(Alexis Noel)在看到她的試著梳理毛絨絨的毛毯時，她開始用全新的視角來思考這個過程。
這些乳頭狀突起覆蓋著貓的舌頭，並賦予它沙紙般的粗糙質地。這些細刺纏在諾埃爾的毯子上，促使她想弄明白為什麼這些刺狀結構能夠輕鬆理順毛皮(和毯子)上的結。瀏覽一下研究文獻就會發現，科學家們幾乎沒有注意到貓的美容生物學行為。胡教授和諾爾決定改變這種狀況。
首先，他們需要貓舌。從死去的家貓身上提取樣本很簡單，但得到野貓的舌頭卻不容易。諾埃爾說:“沒有多少現成的舌頭樣本。”在與動物園和動物保護機構溝通了幾個月之後，胡教授和諾爾終於有了足夠的樣本。他們獲得家貓、山貓、美洲獅、雪豹、老虎和獅子等六種貓科動物的舌頭樣本後，諾埃爾和胡教授用微型CT掃描器放大了乳頭狀突起。
此前，1982年的一篇論文報道了貓的乳頭狀突起是中空的圓錐體，但是佐治亞理工學院研究人員使用的新技術表明，貓的乳頭狀突起實際上是向喉嚨後彎曲的結構。胡教授說，這種差別聽起來很微妙，但事實並非如此。乳頭狀突起的彎曲形狀使得它能在接觸物體時吸住水，並利用表面張力，這是空心錐無法做到的。
圖2：貓梳理毛髮的圖片，它的舌頭能把唾液通過毛髮層層傳遞到面板
胡教授稱：“在這麼小的範圍內，這些差異真的很重要。”雖然每個乳頭狀突起可能只能吸住一小滴水(準確地說是4.1微升)，但在一天中，一隻家貓的舌頭平均能為其皮毛吸收48毫升的水，大約相當於一杯水的五分之一。
研究人員發現，乳頭狀突起的方向並不是固定的。高速 ofollow,noindex">視訊 顯示，三隻短毛家貓在梳理毛髮時，乳頭狀突起會旋轉。這種旋轉讓尖部探頭更加深入到結中，並最終使其鬆動。胡教授說，這種柔韌性讓這種相對較短的尖刺不僅能清潔較長、較稀疏的皮毛，而且還能清潔緊挨著面板的厚絨毛狀的底毛。
研究人員的測量結果顯示，即使在梳理毛髮的過程中，舌頭的壓力也相對較小，所有種類的貓科動物都能把自己清理得乾乾淨淨。但是所有的這些舔刷行為不僅僅是為了讓小貓看起來更漂亮。熱成像攝像機顯示，裝扮自己的過程也可以幫助貓降溫，通過唾液蒸發在面板和外層皮毛之間形成超過1攝氏度的溫差。
瞭解貓是如何保持清潔是一回事，但作為工程師，胡教授想更進一步地探索。當孩子們生了蝨子後，他花了幾個小時在藥店裡尋找合適的刷子來清除蝨子，然後梳理他們的頭髮，以清除蝨子留下的所有痕跡。網路搜尋顯示，在數萬年的時間裡，刷子幾乎沒有發生太大的變化。胡教授和諾埃爾的合作讓兩人覺得，也許貓舌可以幫助他們設計出更好的東西。
法國國家科學研究中心工程師西爾萬·德維爾(Sylvain Deville)說:“通過研究貓清潔自己的方式來尋找新材料非常酷，這表明你不必深入森林去尋找有用的東西。”
使用矽基聚合物，胡教授和諾埃爾通過3D列印機打印出了一個小而靈活的毛刷，大小與兩個手指並排握在一起差不多。毛刷上的刺就像是放大版的貓舌乳頭狀突起。當諾埃爾和胡教授比較TIGR和人類用刷去除人造尼龍毛皮上的結時，TIGR可以用比標準刷更少的力量去除更多的結。諾埃爾還可以用手指輕輕一揮就把毛髮從刷子上取下來，而不是費力地用鑷子把毛髮拔出來。
TIGR柔軟而靈活的特性，可能提供些更接近貓的清理原理。蒙大拿州仿生學研究所的設計總監梅根·舒克切特（Megan Schuknecht）說，TIGR是生物靈感設計的完美例證。她說：“貓在我們身邊已經有數千年了，但是從來沒有人想過要這麼近距離地觀察它。”
儘管如此，康奈爾大學生物工程師Sunghwan “Sunny” Jung表示，TIGR還沒有做好大規模生產的準備。他說:“有很多地方需要改進，才能投入實際使用。”
胡教授和諾埃爾已經為TIGR申請了專利，他們發現這種刷子不僅可以用於美容，還可以用於給貓的面板塗面霜和乳液，甚至還可以用於對紡織品中的纖維進行分類。喵星人已經統治了網際網路，有了TIGR，它們可能離最終統治整個世界又近了一步。