来源：中科院之声

每当看到鸟儿穿梭树林，雄鹰翱翔天空，你在想什么？你是否曾经想象自己像鸟儿一样，摆脱重力的束缚，在天空中寻找自由的海洋？那么，问题来了，为什么鸟儿可以飞翔？其实，幼儿园的小朋友都知道，那是因为鸟儿有翅膀。鸟儿翅膀是由羽毛组成的，但是什么造就了其长时间飞行，抵御风吹雨淋，甚至丛林钩挂的能力呢？

鸟儿翱翔天空（图片来自网络）

孩童时期，我们曾玩弄羽毛，将其拉开，还可以让它恢复如初。

如下图所演示的，当我们用一只手固定羽杆，另一只手沿羽尖向羽根方向拉扯羽毛时，羽毛会被拉伸（图A），并在某个瞬间沿叶脉方向被拉开（图B，红色箭头）。用手指轻轻地沿羽根到羽尖方向捋顺羽毛，可以将其分开的地方修复（图C，红线）。更为不可思议的是，当再次拉扯羽毛时（图D），羽毛会从另一个位置被分开，而不是之前的红线的地方（图E，蓝色箭头）。而分开的羽毛也可像前面一样被修复（图F，蓝线）。并且，这个分离和修复的过程可以重复很多次，表明羽毛具有优异和稳定的自修性能。

手动演示羽毛的分开和修复

我们都知道结构决定性质，因此对于毛结构的探索从未止步。早在17世纪中期，英国博物学家罗伯特·胡克就利用显微镜观察了鸟类羽毛的翅膀，并初步描绘出了羽毛的结构模型图（精细结构未能观察到）。自此，人们对羽毛的微观形貌有了初步了解。

随着显微技术的发展，电子显微镜的出现使得更多更小的微观结构显露在人们眼前。人们总结出，羽毛是由两侧平行的羽枝组成，而羽枝两侧平行排布着不同结构的羽小枝。朝向羽毛尖端的羽小枝具有很多钩子（每个羽小枝有4-5个钩子）从其中部向腹侧伸出，被称为带钩羽小枝（hook barbule）。羽枝另一侧的羽小枝具有边缘卷曲的片状结构，被称为滑道羽小枝（bow barbule）。基于此，人们提出了“钩子-滑槽（hook-groove）”结构模型，用以解释羽毛的自修能力。