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敦煌壁画是艺术的瑰宝,研究昆虫对壁画破坏的作用机理,对保护壁画有着重要意义。
本文通过仿生学的方法,利用自制的动物运动行为观测系统和动物运动力学测试系统,获得仿爱夜蛾在壁画表面的运动学信息和附着力学信息。分析不同壁画表面仿爱夜蛾的步态参数和附着力大小,揭示其对壁画的破坏机理,从而提出解决壁画破坏问题的防治措施。
研究结果表明:仿爱夜蛾在不同角度或不同粗糙度壁画表面的运动模式不同,破坏程度也不同。仿爱夜蛾运动模式变换的临界角度区间为135°~180°,临界粗糙度区间为2.714~3.129μm,在粗糙度小于1.156μm的壁画表面无法附着。仿爱夜蛾脚爪在壁画表面的法向抓附力为切向摩擦力的2.57倍,二者对附着所起的作用不同。仿爱夜蛾脚爪在壁画表面的附着力由摩擦系数f和表面粗糙度Ra共同决定。
根据以上分析,提出一种减少壁画损害的防治措施:在表面覆盖一层粗糙度小于1.156μm的透明涂层,使得仿爱夜蛾脚爪与壁画表面之间的摩擦系数f减小,同时接触角增大,导致其仿爱夜蛾脚爪在壁画上无法产生爬行所需的附着力。