[發(fā)明專利]一種蝗蟲捕集仿生滑板及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410687399.5
• 申請(qǐng)日: 2014-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104381237A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王立新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北科技大學(xué)
• 主分類號(hào): A01M1/16
• 分類號(hào): A01M1/16
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 曹淑敏;陳長(zhǎng)庚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對(duì)災(zāi)害蝗蟲進(jìn)行捕集的裝置及其制備方法，屬于農(nóng)林業(yè)捕捉蝗蟲設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在中國(guó)的內(nèi)蒙古、新疆、青海等西北地區(qū)，以及澳大利亞、亞洲西北部、非洲等區(qū)域，每年都會(huì)爆發(fā)蝗蟲災(zāi)害，對(duì)農(nóng)業(yè)作物和草原生態(tài)造成嚴(yán)重破壞。對(duì)災(zāi)害蝗蟲的有效防治成為保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)順利進(jìn)行的重要環(huán)節(jié)。現(xiàn)階段，傳統(tǒng)方法治理蝗蟲災(zāi)害是噴施化學(xué)農(nóng)藥，造成農(nóng)藥毒素在生態(tài)環(huán)境中的殘留與積淀，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，同時(shí)也對(duì)人類健康造成威脅。近幾年，光電誘導(dǎo)蝗蟲滑移捕集技術(shù)已被提出并得到迅速發(fā)展。該技術(shù)設(shè)置光源作為災(zāi)害蝗蟲趨向行為控制的誘導(dǎo)因素，設(shè)置捕集滑板作為誘集蝗蟲的滑移捕獲因素，從而實(shí)現(xiàn)災(zāi)害蝗蟲的誘導(dǎo)捕集。在自然進(jìn)化過(guò)程中，蝗蟲附著系統(tǒng)形成了具有堅(jiān)硬末端的爪和柔性表皮結(jié)構(gòu)的爪墊，能夠在絕大多數(shù)接觸物表面產(chǎn)生機(jī)械鎖合與柔性接觸2種附著方式，實(shí)現(xiàn)自如行走和穩(wěn)固停留。研制具有良好滑移功能的捕集滑板，使蝗蟲附著系統(tǒng)形成的機(jī)械鎖合與柔性接觸作用同時(shí)降到最低，是保證光電誘導(dǎo)蝗蟲滑移捕集技術(shù)獲得推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。

中國(guó)專利號(hào)CN?1229017C、CN?1292650C公開(kāi)的光電誘導(dǎo)蝗蟲捕集機(jī)中，涉及的捕集滑板為土木或混凝土結(jié)構(gòu)。對(duì)于土木或混凝土結(jié)構(gòu)式的捕集滑板，蝗蟲的附著系統(tǒng)（爪、爪墊）能夠在該類型捕集滑板的表面形成機(jī)械鎖合與柔性接觸，實(shí)現(xiàn)蝗蟲的穩(wěn)固附著，不利于光電誘導(dǎo)蝗蟲捕集機(jī)捕集效率的提高。

中國(guó)專利號(hào)CN?101961002?B公開(kāi)了一種蝗蟲滑移捕集滑板，它的結(jié)構(gòu)分為3層，依次為底層、中間層和頂層；底層為未經(jīng)加工的木質(zhì)、塑料材質(zhì)或金屬材質(zhì)的基板，中間層為粘合劑，頂層為最大尺寸為1.0～1.5mm及平均尺寸為0.5～0.9mm的鱗片狀可膨化石墨；采用高壓靜電吸附的方法將鱗片狀可膨化石墨吸附于基板表層的粘合劑表面，所通高壓靜電的電壓為7.0～20.0kV，通電時(shí)間為20～300s。這種蝗蟲滑移捕集滑板，可在一定程度上抑制蝗蟲附著系統(tǒng)的附著功能，能夠提高災(zāi)害蝗蟲的滑移捕集率。但是這種捕集滑板的缺點(diǎn)是不宜長(zhǎng)時(shí)間使用，更不宜重復(fù)使用，其原因在于，直立附著于基板粘合劑的鱗片狀可膨化石墨在蝗蟲附著系統(tǒng)施加的側(cè)向力作用下易發(fā)生斷裂和脫落現(xiàn)象，而且鱗片狀可膨化石墨脫落后暴露于基板的粘合劑造成蝗蟲附著能力的增強(qiáng)。?

文獻(xiàn)“豬籠草葉籠滑移區(qū)表面結(jié)構(gòu)參數(shù)表征與蝗蟲捕集滑板仿生設(shè)計(jì)”[王立新，農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2011，42(1):?233-235]、“農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域的工程仿生研究概況與應(yīng)用前景”[王立新，河北科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2014,?35(4):?309-317]和“蝗蟲災(zāi)害光電誘導(dǎo)捕集治理研究進(jìn)展及應(yīng)用前景分析”[王立新，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014,?19(5):?203-210]等研究指出，豬籠草葉籠滑移區(qū)對(duì)蝗蟲附著系統(tǒng)表現(xiàn)出的良好滑移功能是通過(guò)滑移區(qū)具有微米級(jí)尺度的表面特殊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。具體是具有二重斜坡形貌（上斜坡傾斜角為20～25°，下斜坡傾斜角為75～80°）的月骨體能夠有效抑制蝗蟲附著系統(tǒng)的爪形成機(jī)械鎖合作用；具有良好滑移特性的片狀蠟質(zhì)晶體能夠限制蝗蟲附著系統(tǒng)的爪墊形成柔性接觸作用，顯著減少了用以產(chǎn)生附著力的附著面積。根據(jù)這種認(rèn)知，上述文獻(xiàn)提出了一種蝗蟲捕集滑板的仿生設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)基于豬籠草葉籠滑移區(qū)因具有特殊表面結(jié)構(gòu)而對(duì)昆蟲表現(xiàn)出良好的滑移功能，設(shè)計(jì)了蝗蟲捕集滑板的表面微結(jié)構(gòu)，即具有新月形的月骨體和片狀的蠟質(zhì)晶體，這與豬籠草葉籠滑移區(qū)的表面結(jié)構(gòu)非常相似，但局限于加工技術(shù)，至今未能實(shí)現(xiàn)具有該種結(jié)構(gòu)的捕集滑板的制備。

由于現(xiàn)有的蝗蟲滑移捕集滑板不能滿足實(shí)際使用的需要，同時(shí)隨著技術(shù)的進(jìn)步，更先進(jìn)的仿生加工技術(shù)已經(jīng)成為可能，因此有必要設(shè)計(jì)和制備新的蝗蟲捕集仿生滑板，使新的蝗蟲捕集仿生滑板不僅能夠有效抑制蝗蟲附著系統(tǒng)的附著功能，表現(xiàn)出較高的滑移率，還能具有重復(fù)使用的功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明做要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種蝗蟲捕集仿生滑板及制備方法，這種蝗蟲捕集仿生滑板及制備方法具有豬籠草葉籠滑移區(qū)能夠?qū)ハx附著系統(tǒng)表現(xiàn)出良好滑移功能的特殊表面結(jié)構(gòu)（月骨體、蠟質(zhì)晶體），不僅能夠有效限制蝗蟲附著系統(tǒng)形成的機(jī)械鎖合與柔性接觸作用，從而顯著減弱或完全抑制蝗蟲正常的附著功能，而且還能夠長(zhǎng)時(shí)間使用和重復(fù)使用。

解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：