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       科学家应用3D打印出的鲨鱼皮模型来研究齿形鳞片是如何帮助捕食者更有效的巡游。近处观察发现，鲨鱼皮上有很多直立的牙或小齿，这些有助于它在水中游动。于是，工程们在设计游泳衣甚至赛车时试图模拟鲨鱼皮的粗糙度。但是小齿在过去从未被仿制的如此之好，一位试验生物学日报的记者这样说道。

       或许这与我们的直觉相反，但在移动物体边缘制造涡流确实会减少阻力。在此种情况下，小齿的作用相当于高尔夫球上的坑凹。现在，科研人员认为他们改变了流体的流动从而帮助推动鲨鱼在水中移动。乔治兰黛和他的同事对灰鲭鲨皮进行了一次小范围详细地扫描，并且建立了只有0.15mm长的单齿3D模型。
     
        接下来的挑战是制造人造皮，就是把成千上万个小齿嵌入到一个柔韧的、光滑的膜上。“这个过程耗时一年，”哈佛大学兰黛教授如是说。


       3D打印技术是根据计算机设计要求，一层一层堆积起来制造新产品。为了打印出鲨鱼皮，科学家们必须使用两种不同的材料，一种用来制造硬的、齿形的结构，一种用来制造柔韧的基体，就好像是在打印一幅图像时应用不同颜色的墨水。

       小齿的特定形状也为研究制造了困难。“因为它们是悬挂式的，3D打印机必须打印出一种支撑结构，而起到支撑作用的这部分材料在稍后的进一步加工时需要被移除，”兰黛博士对BBC这样说。“寻求这些问题的解决办法花了我们一些时间。”

       奥利弗克里曼，国家历史博物馆的一名渔业专家对这种人造皮很感兴趣，他曾经建议速比涛在泳装上采用此种设计。“我过去总是在想，在地球上何种技术可以精确地仿制这么一个复杂的结构？”他说“3D打印技术可以，它的应用是多么惊人啊。”

       因为即便是最新的3D打印技术，其分辨率也是有限的，人造小齿大约是实际灰鲭鲨表皮上小齿的十倍大小。尽管如此，当团队把人造皮贴到一个小的、柔韧的船桨表面上并在水箱中进行实验时，他们便发现了鲨鱼从这种不寻常的鳞片中得到的益处。

       拥有齿形表皮的船桨与普通船桨相比会使船在水中的移动速度得到6.6%的提升。人造小齿也会使船在移动相同的模拟距离时节省5.9%的能量。“对于一个一生都在水中不停游动的海洋动物来说，这影响非常巨大，”兰黛博士说。
       克里曼先生同意这种说法。“如果你仔细想一想，鲨鱼没有气囊却必须在它们的一生中在水中四处游动。游泳是一件困难的工作，尤其是当你具有各种体型。有意思的是，这些益处在相对低速时比较明显，它们在鲨鱼巡游时而不是在突袭时效果明显。“在稳定的长距离的迁徙中，你才能真正看到这些益处”兰黛博士解释说。在使用专门技术对水流进行拍照之后，这个团队发现了有齿时“前缘涡”（一种船桨移动过程中产生的小压力的漩涡）比无齿船时更剧烈。

       兰黛博士相信这种在水中的改变是至关重要的。“这会把鱼向前吸”他说。“我们的流动可视化显示的信息之一就是这种皮的结构可能实际上推高了推力—驱动的引擎—而不仅仅是减小阻力。”

       研究者认真地研究了流体动力学模型和真实鲨鱼皮试样。兰黛博士对他的新研制的3D打印模型很满意，因为它可以像真的鲨鱼那样弯曲、移动。“你把坚硬的鳞嵌入到柔韧的膜上，它们便能在水中游动。”

       然而，不要奢望在近期内能穿上满载小齿的泳衣。把这种设计转移到纺织品上可能需要数十年，兰黛博士说。“但是如果你能成功应用这种设计，你就会发现这将对游泳产生引人瞩目的影响。”
从生物系统中提取设计要素被称作仿生学。

       3D打印技术使得仿制变得容易得多，它使得我们的设计允许进步优化。例如，兰黛博士和他的团队已经开始考虑小齿的间隔、排布、形状。“我想知道是什么引起了这种结果，”他说。 除了因为好奇，兰黛博士也很享受从自然界中学东西。“这使我们逐渐懂得自然界是如何工作的，”他告诉BBC。“数以百万年的进化给了我们许多未知问题的答案。”