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家裏衛生間牆上有時候會(hui) 有一些小飛蟲，相信大家對下麵這個(ge) 圖並不陌生。

明明關(guan) 緊了門窗，卻還是會(hui) 發現這種小飛蟲，圖片來源：pinterest

這種小飛蟲是蛾蚋科的，具體(ti) 來說，要麽(me) 是白斑蛾蚋，要麽(me) 是星斑蛾蚋。

你會(hui) 發現，它們(men) 一般都出現在潮濕的地方，而且很不容易被打死。看見它們(men) 的時候，停在牆上半天也一動不動，剛想過去給一巴掌，就馬上跳到另一邊牆上，十分討厭。

蛾蚋成蟲。圖片來源：Lyle J. Buss, UF/IFAS

不僅(jin) 如此，它身上還攜帶著一堆病原體(ti) 。有科學家捉了一些蛾蚋，對它們(men) 進行檢測，發現存在大腸杆菌和沙門氏菌。很明顯，蛾蚋與(yu) 蚊子、蒼蠅一樣，對人類來說是害蟲。

令人煩惱的是，隻要關(guan) 好門窗，蚊子和蒼蠅基本上就不會(hui) 再飛進來了，但蛾蚋不一樣，你的門窗關(guan) 得再嚴(yan) 都沒用，因為(wei) 它們(men) 是從(cong) 下水道飛上來的。

如果不信的話，你可以在下水道上方貼上膠帶，過一天再取下來，很可能會(hui) 發現上麵粘有蛾蚋。圖片來源：參考文獻[2]

01

為(wei) 什麽(me) 蛾蚋喜歡待在下水道裏？

因為(wei) 在洗碗的時候，各種細小的廚餘(yu) 垃圾會(hui) 被衝(chong) 進下水道，這個(ge) 過程中難免會(hui) 有一些殘羹剩飯和一些有機物留在管壁，形成黏糊糊的“營養(yang) 薄膜”（biofilm），這就成了蛾蚋幼蟲最好的食物。

而且蛾蚋的卵需要附著在濕潤的表麵上，下水道管壁的表麵就成了最容易滋生蛾蚋的地方。通常來說，蛾蚋一次會(hui) 產(chan) 下 15 ~ 40 個(ge) 卵，多的也會(hui) 有上百個(ge) 。

蛾蚋的卵是半透明的，而且很小，長度一般不會(hui) 超過 1 毫米。

蛾蚋的生長周期。圖片來源：Semantic Scholar

02

那問題來了，我們(men) 衝(chong) 水的時候

為(wei) 什麽(me) 不會(hui) 把這些小飛蟲衝(chong) 下去？

一位科學家（Nathan B. Speirs）對這一現象很好奇，於(yu) 是進行了一些研究。但說出來你可能不信，他的研究方向並不是昆蟲學，而是流體(ti) 力學。

為(wei) 了更好地了解蛾蚋的體(ti) 表和毛發結構，在拿到實驗樣本之後，他做的第一件事就是用電子顯微鏡檢查蛾蚋的形態特征。

在一次次放大電子顯微鏡鏡頭倍數後，蛾蚋翅膀的細節越來越清晰，圖片來源：參考文獻[3]

通過一次次放大電子顯微鏡的鏡頭倍數，我們(men) 可以清晰看到，蛾蚋翅膀上布滿了密密麻麻的倒鉤，每根倒鉤的間隔在 4.28 微米左右。在翅膀的邊緣處也有細細的絨毛，每根絨毛放大後還有倒刺的結構。

翅膀邊緣的絨毛和絨毛上的倒刺，圖片來源：參考文獻3

在它們(men) 的腿毛上也可以發現同樣的倒刺結構：

蛾蚋腿毛上的倒刺結構，清晰可見，圖片來源：參考文獻3

03

遍布蛾蚋身體(ti) 的密密麻麻的倒刺有什麽(me) 用呢？

可以肯定的是，倒刺不是用來防禦潛在的捕食者的，因為(wei) 微米級的倒刺根本傷(shang) 害不到誰。

倒刺實際的作用在於(yu) 讓蛾蚋體(ti) 表產(chan) 生超疏水性。疏水性和親(qin) 水性相反，“親(qin) 水”簡單理解就是和水有親(qin) 和力，相互吸引，“疏水”是指和水相互排斥。

荷葉出淤泥而不染的特性就是與(yu) 荷葉上的疏水結構有關(guan) ，這些疏水結構具體(ti) 來說，就是荷葉表麵上大量的微米級蠟狀微乳狀液結構。

荷葉表麵微米級蠟狀微乳狀液結構，圖片來源：Barthlott

每個(ge) 乳突上分布著大量的納米級細支化結構，圖片來源：Barthlott

另外，荷葉上還有很多的蠟狀細微管子：

荷葉上的蠟狀微管，圖片來源：Barthlott

正是荷葉上這些密密麻麻的微突結構，讓水滴在接觸到荷葉的一瞬間，幾乎呈球形，可以在各個(ge) 方向上滾動，帶走荷葉表麵的灰塵，卻不留下任何痕跡。

普通表麵（左）和疏水表麵（中、右）的區別。水滴接觸到表麵後有大於(yu) 90度的傾(qing) 斜角被稱為(wei) 疏水結構，大於(yu) 150度則被稱為(wei) 超疏水結構，圖片來源：Wikipedia

蛾蚋身上的那些微米級倒刺也是一樣的道理，不過光是有微突結構還不夠，材料也得跟上才行。

疏水的材料表麵有一個(ge) 共性，就是低表麵能。

如果一種材料的表麵能很高，意味著它表麵有較強的化學鍵，因此更容易吸引液體(ti) 潤濕表麵，低表麵能則不容易潤濕表麵，這就是低表麵能材料疏水的原理。

圖分別為(wei) 非潤濕（接觸角為(wei) 180°），潤濕（接觸角<90°）和完全潤濕（接觸角為(wei) 0°）。（接觸角是連接固液界麵和液氣界麵的角度），圖片來源：Wikipedia

蛾蚋體(ti) 表細毛的成分主要是甲殼素，這種物質有低表麵能，因此有很強的的疏水性，隻溶於(yu) 特定溶劑。

經過計算，蛾蚋體(ti) 表的疏水結構在碰到水後可以產(chan) 生 175° 的接觸角，這不僅(jin) 是疏水結構，還是超疏水結構。

為(wei) 了驗證這點，科學家做了兩(liang) 個(ge) 小實驗：

將一滴水放到蛾蚋身上後的情況，圖片來源：參考文獻[3]

首先是將一滴水放到蛾蚋身上，可以看到產(chan) 生了 175° 的接觸角，水不會(hui) 沾在它身上，隻會(hui) 變成水滴滾落。

雖然蛾蚋體(ti) 表疏水，但不疏油。前麵說了甲殼素溶於(yu) 特定溶劑，所以第二個(ge) 小實驗是將一滴矽油放在蛾蚋身上，它會(hui) 馬上浸潤蛾蚋的身體(ti) 。

將一滴矽油放在蛾蚋身上後的情況，圖片來源：參考文獻[3]

通過電鏡，可以更清楚地觀察水滴和蛾蚋身上絨毛的相互作用，圖片來源：參考文獻[3]

這就是蛾蚋不怕水的原因，因為(wei) 它的體(ti) 表是超疏水結構。

04

蛾蚋在麵對水的時候

是不是完全無敵呢？

也不是完全無敵。

科學家用 3 種形態的水來衝(chong) 擊蛾蚋。

第一種是水珠。如果用水珠連續滴蛾蚋的話，它們(men) 幾乎都可以保持身體(ti) 幹燥，並且從(cong) 水滴撞擊的危險處境下逃開。

當蛾蚋遇到水滴時，不會(hui) 有太大的壓力，圖片來源：參考文獻[3]

第二種是水霧。水霧是由許多直徑小於(yu) 4.5 微米的水滴組成的，當這些極小的水滴接觸到蛾蚋體(ti) 表時，對它們(men) 幾乎沒有太多影響，它們(men) 拍拍翅膀振開水滴就飛走了。

水霧對蛾蚋幾乎沒有影響，圖片來源：參考文獻[3]

第三種是水流。當水流衝(chong) 擊蛾蚋時，在一瞬間會(hui) 將其淹沒，但它們(men) 很快就會(hui) 浮到水麵上逃走。但如果水流衝(chong) 擊的時間足夠長，讓它們(men) 長時間浸泡在水裏達到 5 個(ge) 小時以上，就有可能把它們(men) 淹死。實驗中科學家用 5 個(ge) 小時的水流衝(chong) 蛾蚋，結果 4 隻中有 2 隻被淹死了。

雖然一瞬間被水流打到水麵以下，但蛾蚋很快就浮到水麵飛走了，圖片來源：參考文獻[3]

由此可見，蛾蚋在麵對各種形態的水體(ti) 威脅時，都具有很強的適應性。現實中，開水龍頭衝(chong) 水幾個(ge) 小時不太現實，這也是下水道管壁上的蛾蚋不會(hui) 被衝(chong) 走的原因。

05

怎麽(me) 做才能根除這些小飛蟲呢？

如果想要根除這些討厭的小飛蟲，就得除掉它們(men) 的營養(yang) 來源，也就是下水道管壁上的“營養(yang) 薄膜”。對此，最簡單的辦法是：先用刷子刮掉，然後用剛煮開的沸水衝(chong) 洗（每天倒入下水道 1 ~ 2 次，持續 1 周）。

消除小飛蟲的操作示意，圖片來源：Treehugger

最重要的是，一定要記得經常清潔下水道，不要偷懶！

參考文獻：

[1]https://wiki.nus.edu.sg/display/TAX/Clogmia+albipunctata+-+Bathroom+fly

[2] Griffith T, Gillett-Kaufman J. Drain Fly Psychoda spp.(Insecta: Diptera: Psychodidae): EENY716/IN1226, 10/2018[J]. EDIS, 2018, 2018(6)

[3] Speirs N B, Mahadik G A, Thoroddsen S T. How drain flies manage to almost never get washed away[J]. Scientific Reports, 2020,10(1):17829.

作者｜蘇澄宇

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