曾經網上有一個段子，說一群研究人員討論水在高空中落下是否會傷害到人，於是用了各種微積分、物理公式進行計算，結果被一個人的一句話震驚：「你們見過下雨嗎？」
這固然是沒什麼學歷的檸檬精編出來的段子，因為就算沒見過下雨，用非常基礎的物理學知識也可以輕鬆計算出來水的下落所具有的動能。
不過，世界上還真有那麼一群科學家，為了雨水的傷害而擔憂。不過，他們不是為了人類而擔憂，讓他們擔心的，是蝴蝶。
同樣生活在地球上，面臨著同樣的降雨，雨滴對於人類來說只不過是弄濕身體或衣服的煩惱，但對於蝴蝶來說就不一樣了。蝴蝶本身就比人類小得多，而且翅膀又非常薄。所以，它們如何防止被雨水傷害，就是演化過程中不得不考慮的一個問題。
紐約康奈爾大學的生物和環境工程師Sunghwan "Sunny" Jung表示：「對於這些小型動物來說，被雨水砸中是一件很危險的事故。」他進一步指出：最讓人擔憂的並不是所謂的雨水砸破翅膀，這固然是一個問題，但並非最嚴重的一個。實際上，真正引起科學家們關心的，是雨水給這些動物的飛行能力帶來的影響，以及雨水導致體溫的流失。我們知道，水熱量傳遞是非常快的，這也是1℃的水比1℃的空氣感覺冷得多的原因。
總之，對於這些動物來說，儘量減少和雨水接觸的時長對於它們的生存來說至關重要。為此，他和他的同事們對這個問題非常關注，對蝴蝶以及其他類似的飛行動物乃至植物都做了深入的研究。他們利用每秒鐘可以拍攝5000-20000幀的高速攝像機，記錄了雨水落在蝴蝶、飛蛾、蜻蜓、塘鵝等動物的羽毛和桂葉等植物上的影響。
在此前，曾經也有人對此進行過研究，不過那些實驗所用的水滴速度都比實際的雨滴要慢。而Jung等人則最大程度上還原自然，最快時會用暴雨的下落速度（接近每秒10米）進行實驗，觀察雨滴與這些動物的翅膀或者植物的葉片上，然後用高速攝像機拍攝記錄並進行分析。
（圖片說明：雨水落在斑馬鳳尾蝶、蜻蜓和大蠶蛾翅膀的高速畫面慢放）
他們發現，雨水落在這些昆蟲的翅膀上時，竟然都非常有規律。它們的翅膀看似平整，但是會有微小的凸起和波紋。雨滴在下落的時候，都會落在這些凸起或波峰上。雨滴落在翅膀上的一瞬間，就會撞擊到它們而形成類似於衝擊波的結構，這些波紋互相干擾，使水滴在翅膀上鋪開的過程中形成皺紋和不同的厚度。接下來，水滴即將濺起的時候，這些凸起和波峰就會刺破雨滴，使雨滴碎成更小的結構。
為了驗證在高速攝像機中拍攝到的過程，研究人員還仿造出了這些飛行動物的翅膀，在更大尺度上進行了水滴的實驗。
（圖片說明：模擬雨滴落在人造「翅膀」上破碎的過程）
研究結果顯示：覆蓋在這些昆蟲翅膀上的納米級別的蠟質結構具有很強的排水性，再加上剛才介紹過的水滴破碎的過程，二者可以合力將水和翅膀的接觸時間縮短70%。這對於飛行動物來說非常重要，不僅可以減少飛行的難度，而且減少了熱量的散失，可以更好地保持它們肌肉的溫度。在雨中保持良好的飛行狀態，可以讓它們更好地躲避捕食者的追殺，從而存活下來。
Jung解釋道：「擁有細微尺度（粗糙的凸起結構）以及納米尺度（蠟質結構）這兩層結構，讓這些生物的外皮具有極強的疏水性。」他非常自豪地指出：「這是首次對高速下落的雨滴對這些天然的疏水性表面產生何種影響進行了解的研究。」
與此同時，他的同事Seungho Kim等人還利用高速攝像機對雨滴的碎片落在一些真菌孢子表面的過程進行了拍攝，向人們展示了這些真菌生物如何巧妙地借用植物的屏障，來保護自己，提升自己的生存能力。
通過對這些生物翅膀對抗雨水影響的了解，科學家們可以更好地在仿生學上取得突破，開發出更加合理、先進、高效的防水結構。目前，已經有一些衣服利用荷葉防水的原理，具備了一定的防水屬性，也就是所謂的「荷葉效應」。如果我們能將這些飛行昆蟲翅膀防水的原理利用起來，將可以更好地實現防水功能。
Jung指出：這類防水錶面有非常巨大的市場，但是，目前想要真正利用本次研究的成果來實現防水，首先要解決耐用的問題。等到這些問題解決了，或許我們未來出門就再也不用擔心下雨了，在其他需要防水的領域中，將會有更多設備被更好地利用。