從洛陽回來，任露泉就把自己想研究土壤粘附的打算告訴了導(dǎo)師陳秉聰教授。陳秉聰語重心長地對他說：“這項(xiàng)研究非常有價(jià)值，但肯定也是非常困難的，也許幾年出不了成果，如果有決心，可以試試！”他聽得出，導(dǎo)師是支持他的，同時(shí)也指出了研究的難度，使他冷靜而縝密地思考這個(gè)問題，他不再猶豫了，毅然選擇了研究土壤粘附這一課題。

從此，任露泉開始了廣泛而深入的調(diào)研，并在世界范圍內(nèi)搜集相關(guān)資料。通過開展這些前期準(zhǔn)備工作，任露泉意識到，他所選擇的土壤黏附課題是一項(xiàng)世界性的技術(shù)難題。無論是國內(nèi)還是國外，都找不到現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)模式；資料相當(dāng)有限，甚至連基本的研究測量儀器都沒有。為此，任露泉和老師同學(xué)們一道，歷時(shí)近三年研制出了測量儀器。

可問題的關(guān)鍵是：采用什么技術(shù)和方法解決土壤粘附問題？這成為一個(gè)巨大的問號，時(shí)時(shí)刻刻在任露泉腦海里閃爍。正所謂天道酬勤，就在他整日琢磨、百思不得其解之際，第二個(gè)偶然事件發(fā)生了。

1983年，任露泉家住在工大新村，孩子每天上下學(xué)總要路過一片田鼠亂竄的稻田。放學(xué)了，孩子就一頭扎進(jìn)田里捉田鼠，可往往是田鼠沒捉到，還把自己弄得像只小泥猴兒。聽了孩子的“控訴”，任露泉心里一動(dòng)，親自前往稻田觀察。一只被幾個(gè)孩子追趕得正歡的田鼠在泥濘的土里快速穿梭，突然竄到任露泉面前。任露泉驚訝地發(fā)現(xiàn)，那只田鼠全身的皮毛竟是干干凈凈，絲毫沒有粘上泥土。他眼前一亮，茅塞頓開：何不把田鼠的本領(lǐng)移到地面機(jī)械上來？

霎那間的靈感立刻傳遍整個(gè)神經(jīng)，任露泉隨即聯(lián)想到蚯蚓、蜣螂、蚯蚓、穿山甲等生物都具有類似本領(lǐng)，他激動(dòng)不已，一個(gè)用動(dòng)物的不粘本領(lǐng)解決機(jī)械粘土問題的想法在腦海里漸漸明晰。就這樣，“地面機(jī)械仿生脫附減阻”的研究方向確立了。

雖然研究方向確定了，但怎么搞，從實(shí)驗(yàn)設(shè)備到實(shí)驗(yàn)材料都沒有，不僅國內(nèi)沒有，國外也沒有，一切都從零開始。他到東北師范大學(xué)生物系，動(dòng)物、地理系旁聽有關(guān)課程，學(xué)習(xí)抓動(dòng)物，到吉林大學(xué)（當(dāng)時(shí)吉林大學(xué)和吉林工業(yè)大學(xué)還沒有合并）分子生物系學(xué)習(xí)動(dòng)物測量，到北京大學(xué)生物系找專家請教，一步一步做；他白天與蜣螂、蚯蚓、螻蛄、蝎子、田鼠、泥鰍等動(dòng)物打交道，反復(fù)進(jìn)行室內(nèi)外的試驗(yàn)、觀察和分析，晚上便處理數(shù)據(jù)和鉆研必要的新知識；他四處搜集資料，任何一個(gè)相關(guān)信息都不肯放過，聽人說某部隊(duì)一軍官曾做過蜣螂不粘的研究，他就立即前去拜訪……。如此棘手的技術(shù)難題，需要以新的思維理念，通過交叉學(xué)科進(jìn)行研究，這對于當(dāng)時(shí)缺乏一切人力、物力、財(cái)力的任露泉來說，可謂舉步維艱。

“1984年到1989年，我們沒有發(fā)表過一篇仿生學(xué)方面的文章?！笨吹轿覀凅@訝的表情，任露泉接著說：“這六年時(shí)間，我們做了大量基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，并開展了計(jì)算機(jī)模擬、分析數(shù)據(jù)和建立模型。”經(jīng)過六年的積累，1990年一年整個(gè)科研團(tuán)隊(duì)就發(fā)表論文20多篇，任露泉自己就獨(dú)立撰寫了17篇。

任露泉帶領(lǐng)由10多個(gè)專業(yè)的研究人員組成的科研團(tuán)隊(duì)，踏踏實(shí)實(shí)地對6門10綱1萬多只土壤動(dòng)物進(jìn)行了系統(tǒng)的、大量的生物測試、理論分析、計(jì)算機(jī)模擬和試驗(yàn)，終于取得了重大突破，探索出了多種不同類型動(dòng)物遇黏不粘的機(jī)理。由任露泉娓娓道來，這些科學(xué)發(fā)現(xiàn)顯得既生動(dòng)，又有趣。

例如，研究發(fā)現(xiàn)，具有非光滑身體表面的土壤動(dòng)物，如蜣螂、穿山甲等，具有脫附功能，其機(jī)理為：此類動(dòng)物在黏性的土壤或物料中運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，凹凸不平的身體表面會使與其接觸的土壤表面產(chǎn)生輕微的振動(dòng)，導(dǎo)致兩者的接觸面積和作用時(shí)間減少，微振還能破壞接觸面間連續(xù)的水膜，形成動(dòng)態(tài)的局部的空氣膜，從而減小了土壤與動(dòng)物體表間的粘附和摩擦，達(dá)到不粘的效果。

而身體由多層次的柔性部分構(gòu)成的動(dòng)物，如田鼠等，同樣具有脫附功能。其機(jī)理為：此類動(dòng)物運(yùn)動(dòng)時(shí)，自身不同柔性段之間存在非線性的大變形與復(fù)原，這種相對柔動(dòng)可以脫掉土壤。柔性變形還能吸收能量，降低系統(tǒng)粘附力與摩擦熱，各柔層段還可以儲流、通流，減弱接觸面間的粘附強(qiáng)度，從而達(dá)到不粘的效果。

一些運(yùn)動(dòng)著的動(dòng)物如蚯蚓等身體表面受土壤的作用產(chǎn)生變形，引發(fā)出相對于未運(yùn)動(dòng)體表部位的負(fù)電位，當(dāng)體表多個(gè)部位受到刺激，就產(chǎn)生多處與正電位距離很短的負(fù)電位區(qū)，產(chǎn)生低壓高效電滲現(xiàn)象，使土壤粘附力和摩擦力減小，達(dá)到不粘的效果。

除此之外，還發(fā)現(xiàn)了一些動(dòng)物具有的特殊的幾何形體，爪趾構(gòu)形、體表結(jié)構(gòu)及分泌物具有脫附功能，并揭示了各自的機(jī)理。

在經(jīng)過整整六年的埋頭苦干之后，任露泉提出了“生物體表形態(tài)、構(gòu)形、結(jié)構(gòu)、生物電、生物潤滑及生物柔性等多因素綜合脫附減阻理論”，這是國際上首次提出的重要的原創(chuàng)性成果，在國內(nèi)外同行中引起了強(qiáng)烈的反響和高度的評價(jià)。英國皇家學(xué)會會刊《Excellence in Science》載文將任露泉稱之為 “ 中國仿生學(xué)研究開拓者之一”。

對于這一理論，任露泉概括說：“土壤動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的基本原理就是用**小的能量消耗，實(shí)現(xiàn)**佳的自然適應(yīng)。這一理論就是要用**低的能耗，換取**高的作業(yè)效率。”

傳統(tǒng)的理念認(rèn)為，物體本身越光滑，它的阻力和粘附力就越小，可實(shí)際情況并非如此。比如耕地用的鏵犁，使用久了就會粘附很多泥土；盛飯用的飯勺，盛幾次飯就會粘滿飯粒；拉煤用的礦車，時(shí)間長了會粘附厚厚的煤粉。這就是土壤、煤粉等黏濕物料在加工、運(yùn)輸過程中普遍存在著對機(jī)械部件的粘附和阻力現(xiàn)象。背上沉重包袱的機(jī)械，工作效率、作業(yè)質(zhì)量和使用性能大大降低，增大了動(dòng)力消耗。

針對這一現(xiàn)象，美國科學(xué)家從研究海豚、鯊魚等海洋大型動(dòng)物入手、德國從研究荷葉等植物入手，開展了減阻、自潔的探索性研究。而任露泉團(tuán)隊(duì)則經(jīng)過對土壤動(dòng)物的系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)了生物脫附減阻現(xiàn)象，揭示了其脫附減阻機(jī)理?，F(xiàn)在聽起來，似乎并不深?yuàn)W，可是當(dāng)年，光是研究團(tuán)隊(duì)通過電子顯微鏡拍攝蜣螂（俗名屎殼郎）用的膠卷，就裝滿了整整一旅行箱。

如今，任露泉團(tuán)隊(duì)發(fā)明的仿生脫附減阻技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于全國6個(gè)省、自治區(qū)農(nóng)業(yè)耕種、土方施工、煤炭生產(chǎn)和熱電廠粉煤運(yùn)輸?shù)葯C(jī)械中，開發(fā)出了多種仿生產(chǎn)品，已向多家單位轉(zhuǎn)讓仿生技術(shù)并得以應(yīng)用開發(fā)。其中仿生犁壁和仿生鎮(zhèn)壓輥，2005年被列入國家科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃。仿生犁壁脫附率90%以上，減阻8%～12%，節(jié)油7.2%；仿生柔性襯脫附率95%以上；仿生鎮(zhèn)壓輥脫附率達(dá)88%，減阻率達(dá)7.2%；仿生電滲脫附率90%，提高技術(shù)生產(chǎn)率30%，電滲電壓僅12V；仿生減阻深松鏟，比日本進(jìn)口深松鏟減小阻力6%～8%，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

任露泉的研究工作并未就此畫上句號，他正帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)，將仿生技術(shù)向更廣的領(lǐng)域和更高的層面拓展：“原來我們的研究在地面機(jī)械領(lǐng)域，現(xiàn)在拓展到輕工、冶金、軍工、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域；原來是研究土壤介質(zhì)，現(xiàn)在包括水、石油、巖石等更多介質(zhì)；原來是在常溫下研究，現(xiàn)在向低溫和高溫環(huán)境拓展；原來我們只是研究脫附減阻，現(xiàn)在拓展到自潔、耐磨、抗疲勞、降噪、隱形等更多方向”。

2005年在深圳高交會上，他們應(yīng)用仿生脫附技術(shù)研制的不粘鍋受到了參會人員和時(shí)任國務(wù)院副總理曾培炎的高度評價(jià)，并在高教展位1000多個(gè)參展項(xiàng)目中被評為優(yōu)秀新產(chǎn)品獎(jiǎng)（僅有4項(xiàng)獲獎(jiǎng)），現(xiàn)場與廣東美的電器公司簽定了該產(chǎn)品的開發(fā)協(xié)議。

為了更好地交流和傳播工程仿生的創(chuàng)新性研究成果，任露泉還創(chuàng)辦了國際性學(xué)術(shù)刊物《Journal of Bionic Engineering》（《仿生工程學(xué)報(bào)》），編委會由中國、英國、美國、德國、日本、加拿大、比利時(shí)等14個(gè)國家的知名仿生學(xué)者組成。身為主編的任露泉組織對稿件實(shí)行嚴(yán)格的評審制度，保證稿件的學(xué)術(shù)質(zhì)量與水平。創(chuàng)刊不到3年，就被EI Compendex收錄。

還有許許多多他計(jì)劃做或正在做的工作。他說：“要做的工作比已經(jīng)完成的工作要多得多，但我已與工程仿生結(jié)下了不解之緣，只要對工程仿生的發(fā)展有益處，我會盡我**大的努力做好我所能做的任何工作”。

 

仿生科學(xué)與工程學(xué)家。吉林大學(xué)教授。1944年1月生于江蘇銅山，籍貫江蘇銅山。1967年畢業(yè)于吉林大學(xué)，1981年在吉林工業(yè)大學(xué)獲工學(xué)碩士學(xué)位。現(xiàn)任吉林大學(xué)學(xué)術(shù)委員會副主任。

長期從事仿生科學(xué)與工程研究。在仿生科學(xué)方面，發(fā)現(xiàn)生物脫附減阻特征規(guī)律，提出生物形態(tài)、柔性、電滲、構(gòu)形和組成等多因素綜合脫附減阻理論和生物非光滑理論，開拓農(nóng)業(yè)機(jī)械、地面機(jī)械仿生設(shè)計(jì)方向。在仿生工程方面，建立農(nóng)業(yè)機(jī)械、地面機(jī)械仿生設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，發(fā)明多項(xiàng)不同于傳統(tǒng)理念的脫附減阻仿生技術(shù)，并拓展到非土壤介質(zhì)多個(gè)工程領(lǐng)域，進(jìn)行自潔、耐磨、抗疲勞和降噪等耦合仿生研究，研制減粘犁壁、防粘鎮(zhèn)壓輥、減摩活塞、耐磨軋輥和鉆頭等多種仿生產(chǎn)品。