High-speed video reveals how honey bee stingers pump venom

High-speed video has revealed how honey bee stingers deliver venom, showing that the valves attached to each lancet change shape as they move. Both valves sit inside the venom-pumping chamber, and as they slide back and forth they inflate like a parachute on the downstroke. This creates a seal through a piston-like action that applies downward pressure in the chamber, pushing venom out. On the upstroke the valves deflate, and when they meet in the middle they reshape again so they can push past each other.

Co-author Fiorella Ramirez-Esquivel of Macquarie University explained that the unique geometry of the valves is key. "They act as collapsible pistons and—by pumping in opposite directions—they're able to deliver a continuous flow of venom," she said. "The double piston design adds complexity, but it's the key to the stinger being able to deliver venom continuously in a compact, autonomous unit." The dual motion also minimizes backflow, a finding consistent with the authors' preliminary flow visualization experiments.

To verify the results, the team used micro-CT scans to build a 3D-printed scaled prototype that mimicked the observed pumping behavior. The artificial model showed the same pumping kinematics as the biological stingers. Future work may examine the valves' material properties, since the team's artificial polymer valve suggested that extremely high elasticity and low friction between the valves are essential. Researchers also want to investigate whether capillary action plays a role given the small size of the venom-pumping elements.

The authors believe the research could lead to medical and microfluidic applications, such as artificial pumps, building on earlier work that used bee stinger structure to inspire microneedles, tissue transport devices, and drilling tools. The study was published in PNAS in 2026.

كشف تصوير فيديو عالي السرعة كيف تقوم لسعات نحل العسل بإيصال السم، وأظهر أن الصمامات المرتبطة بكل مِبضع تغيّر شكلها أثناء حركتها. يقع الصمامان داخل حجرة ضخ السم، وعندما ينزلقان ذهابًا وإيابًا، ينتفخان كالمظلة أثناء الحركة الهابطة. يخلق ذلك ختمًا من خلال حركة شبيهة بالمكبس تطبق ضغطًا نحو الأسفل داخل الحجرة، فيدفع السم إلى الخارج. وفي الحركة الصاعدة تنكمش الصمامات، وعندما يلتقيان في المنتصف تعيدان تشكيل نفسيهما لتتمكن كل منهما من تجاوز الأخرى.

وأوضحت الباحثة المشاركة فيوريلا راميريز-إسكيفيل من جامعة ماكواري أن الهندسة الفريدة للصمامات هي المفتاح. وقالت: "إنها تعمل كمكابس قابلة للطي، ولأنها تضخ في اتجاهين متعاكسين، فإنها قادرة على إيصال تدفق مستمر من السم". وأضافت: "يضيف تصميم المكبسين المزدوج بعض التعقيد، لكنه المفتاح الذي يمكّن اللسعة من إيصال السم بشكل متواصل في وحدة مدمجة ذاتية التشغيل". كما تقلل الحركة المزدوجة من الارتداد الخلفي، وهي نتيجة تتسق مع تجارب التصور الأولية للتدفق التي أجراها المؤلفون.

للتحقق من النتائج، استخدم الفريق مسحًا مقطعيًا دقيقًا بالأشعة المقطعية لإنشاء نموذج أولي مصغر مطبوع ثلاثي الأبعاد يحاكي سلوك الضخ الملاحظ. وأظهر النموذج الاصطناعي ديناميكيات الضخ نفسها الموجودة في اللسعات البيولوجية. وقد تبحث الأعمال المستقبلية في الخصائص المادية للصمامات، إذ أشار الصمام البوليمري الاصطناعي الذي طوره الفريق إلى أن مرونة عالية للغاية واحتكاك منخفض بين الصمامات أمران أساسيان. ويرغب الباحثون أيضًا في دراسة ما إذا كان للخاصية الشعرية دور في ذلك، نظرًا لصغر حجم عناصر ضخ السم.

ويعتقد المؤلفون أن البحث قد يقود إلى تطبيقات طبية ومتناهية الصغر في الموائع، مثل المضخات الاصطناعية، استنادًا إلى أعمال سابقة استخدمت بنية لسعة النحل لإلهام الإبر الدقيقة وأجهزة نقل الأنسجة وأدوات الحفر. نُشرت الدراسة في مجلة PNAS عام 2026.

হাই-স্পিড ভিডিও প্রকাশ করেছে যে মৌমাছির হুল কীভাবে বিষ প্রবেশ করায়, এবং দেখিয়েছে যে প্রতিটি ল্যান্সেটের সঙ্গে যুক্ত ভালভগুলি চলাচলের সময় আকৃতি বদলায়। উভয় ভালভ বিষ-পাম্পিং চেম্বারের ভিতরে থাকে, এবং সামনে-পিছনে সরার সময় নিম্নগামী স্ট্রোকে সেগুলি প্যারাসুটের মতো ফুলে ওঠে। এর ফলে পিস্টনের মতো ক্রিয়ার মাধ্যমে একটি সীল তৈরি হয়, যা চেম্বারে নিচের দিকে চাপ প্রয়োগ করে এবং বিষকে বাইরে ঠেলে দেয়। উর্ধ্বগামী স্ট্রোকে ভালভগুলি চুপসে যায়, এবং মাঝখানে মিলিত হলে সেগুলি আবার আকৃতি বদলায় যাতে একে অপরকে অতিক্রম করতে পারে।

মেকোয়ারি বিশ্ববিদ্যালয়ের সহ-লেখক ফিওরেলা রামিরেজ-এসকিভেল ব্যাখ্যা করেন যে ভালভের অনন্য জ্যামিতিই মূল বিষয়। "এগুলি ভাঁজযোগ্য পিস্টনের মতো কাজ করে, এবং বিপরীত দিকে পাম্প করার মাধ্যমে এগুলি বিষের অবিচ্ছিন্ন প্রবাহ দিতে সক্ষম," তিনি বলেন। "দ্বৈত-পিস্টন নকশা জটিলতা যোগ করে, কিন্তু এটিই হুলকে একটি ছোট, স্বয়ংসম্পূর্ণ ইউনিটে ক্রমাগত বিষ সরবরাহ করার চাবিকাঠি।" দ্বৈত গতি ব্যাকফ্লোও কমিয়ে দেয়, যা লেখকদের প্রাথমিক প্রবাহ-দৃশ্যায়ন পরীক্ষার সঙ্গে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

ফলাফল যাচাই করতে, দলটি মাইক্রো-সিটি স্ক্যান ব্যবহার করে একটি 3D-প্রিন্ট করা স্কেলড প্রোটোটাইপ তৈরি করে, যা পর্যবেক্ষিত পাম্পিং আচরণের অনুকরণ করে। কৃত্রিম মডেলটি জৈবিক হুলের মতো একই পাম্পিং কাইনেম্যাটিক্স দেখায়। ভবিষ্যৎ গবেষণায় ভালভের উপাদানগত বৈশিষ্ট্য পরীক্ষা করা হতে পারে, কারণ দলের কৃত্রিম পলিমার ভালভ ইঙ্গিত দেয় যে ভালভগুলির মধ্যে অত্যন্ত উচ্চ স্থিতিস্থাপকতা এবং কম ঘর্ষণ অপরিহার্য। গবেষকরা আরও দেখতে চান যে বিষ-পাম্পিং উপাদানগুলির ছোট আকারের কারণে কেশিকা ক্রিয়ার কোনো ভূমিকা আছে কি না।

লেখকরা বিশ্বাস করেন যে এই গবেষণা চিকিৎসা ও মাইক্রোফ্লুইডিক প্রয়োগের পথ খুলতে পারে, যেমন কৃত্রিম পাম্প, যা আগের কাজের উপর ভিত্তি করে, যেখানে মৌমাছির হুলের গঠন মাইক্রোনিডল, টিস্যু পরিবহন যন্ত্র এবং ড্রিলিং সরঞ্জামের অনুপ্রেরণা জুগিয়েছিল। গবেষণাটি ২০২৬ সালে PNAS-এ প্রকাশিত হয়।

Hochgeschwindigkeitsvideos haben enthüllt, wie Honigbienen-Stacheln Gift abgeben: Die Ventile, die an jeder Lanzette befestigt sind, verändern beim Bewegen ihre Form. Beide Ventile befinden sich in der Giftpumpkammer und blähen sich beim Hin- und Hergleiten auf dem Abwärtshub wie ein Fallschirm auf. Dadurch entsteht durch eine kolbenartige Bewegung eine Dichtung, die in der Kammer nach unten drückt und das Gift nach außen treibt. Beim Aufwärtshub fallen die Ventile zusammen, und wenn sie sich in der Mitte treffen, formen sie sich erneut um, sodass sie aneinander vorbeigleiten können.

Die Mitautorin Fiorella Ramirez-Esquivel von der Macquarie University erklärte, dass die einzigartige Geometrie der Ventile entscheidend sei. „Sie wirken wie zusammenklappbare Kolben, und da sie in entgegengesetzte Richtungen pumpen, können sie einen kontinuierlichen Giftfluss erzeugen“, sagte sie. „Das Design mit doppeltem Kolben macht die Sache komplexer, ist aber der Schlüssel dazu, dass der Stachel in einer kompakten, autonomen Einheit kontinuierlich Gift abgeben kann.“ Die doppelte Bewegung verringert außerdem den Rückfluss, was mit den vorläufigen Strömungsvisualisierungsexperimenten der Autoren übereinstimmt.

Zur Überprüfung der Ergebnisse nutzte das Team Mikro-CT-Scans, um ein im 3D-Druck hergestelltes, maßstabsgetreues Modell zu bauen, das das beobachtete Pumpverhalten nachahmte. Das künstliche Modell zeigte dieselbe Pumpkinematik wie die biologischen Stacheln. Künftige Arbeiten könnten die Materialeigenschaften der Ventile untersuchen, denn das künstliche Polymerventil des Teams deutete darauf hin, dass extrem hohe Elastizität und geringe Reibung zwischen den Ventilen entscheidend sind. Die Forschenden wollen außerdem klären, ob die Kapillarwirkung eine Rolle spielt, angesichts der geringen Größe der giftpumpenden Elemente.

Die Autoren glauben, dass die Forschung zu medizinischen und mikrofluidischen Anwendungen führen könnte, etwa zu künstlichen Pumpen. Sie baut auf früheren Arbeiten auf, bei denen die Struktur des Bienenstachels als Vorbild für Mikronadeln, Gewebetransportvorrichtungen und Bohrwerkzeuge diente. Die Studie wurde 2026 in PNAS veröffentlicht.

Un video de alta velocidad ha revelado cómo los aguijones de las abejas melíferas administran el veneno, mostrando que las válvulas unidas a cada lanceta cambian de forma al moverse. Ambas válvulas se encuentran dentro de la cámara de bombeo de veneno y, al deslizarse de un lado a otro, se inflan como un paracaídas durante la carrera descendente. Esto crea un sello mediante una acción similar a la de un pistón que aplica presión descendente en la cámara, empujando el veneno hacia afuera. En la carrera ascendente, las válvulas se desinflan y, cuando se encuentran en el medio, vuelven a cambiar de forma para poder pasar una junto a la otra.

La coautora Fiorella Ramirez-Esquivel, de la Universidad Macquarie, explicó que la geometría única de las válvulas es clave. "Actúan como pistones colapsables y, al bombear en direcciones opuestas, son capaces de administrar un flujo continuo de veneno", dijo. "El diseño de doble pistón añade complejidad, pero es la clave para que el aguijón pueda administrar veneno de forma continua en una unidad compacta y autónoma". El movimiento dual también minimiza el reflujo, un hallazgo coherente con los experimentos preliminares de visualización de flujo de los autores.

Para verificar los resultados, el equipo utilizó escaneos de micro-CT para construir un prototipo a escala impreso en 3D que imitaba el comportamiento de bombeo observado. El modelo artificial mostró la misma cinemática de bombeo que los aguijones biológicos. Trabajos futuros podrían examinar las propiedades materiales de las válvulas, ya que la válvula de polímero artificial del equipo sugirió que una elasticidad extremadamente alta y una baja fricción entre las válvulas son esenciales. Los investigadores también quieren estudiar si la acción capilar desempeña un papel, dado el pequeño tamaño de los elementos de bombeo de veneno.

Los autores creen que la investigación podría conducir a aplicaciones médicas y microfluídicas, como bombas artificiales, basándose en trabajos anteriores que utilizaron la estructura del aguijón de abeja para inspirar microagujas, dispositivos de transporte de tejidos y herramientas de perforación. El estudio se publicó en PNAS en 2026.

Une vidéo haute vitesse a révélé la manière dont les dards d'abeilles injectent le venin, montrant que les valves fixées à chaque lancette changent de forme lorsqu'elles se déplacent. Les deux valves se trouvent à l'intérieur de la chambre de pompage du venin et, en coulissant d'avant en arrière, elles se gonflent comme un parachute lors de la course descendante. Cela crée un joint grâce à une action de type piston qui applique une pression vers le bas dans la chambre, poussant le venin vers l'extérieur. Lors de la course montante, les valves se dégonflent et, lorsqu'elles se rencontrent au milieu, elles reprennent une nouvelle forme pour pouvoir se dépasser.

La co-auteure Fiorella Ramirez-Esquivel, de l'Université Macquarie, a expliqué que la géométrie unique des valves est essentielle. « Elles agissent comme des pistons repliables et, en pompant dans des directions opposées, elles sont capables de fournir un flux continu de venin », a-t-elle déclaré. « La conception à double piston ajoute de la complexité, mais c'est la clé qui permet au dard de délivrer le venin en continu dans une unité compacte et autonome. » Le double mouvement réduit également le reflux, une constatation cohérente avec les expériences préliminaires de visualisation des écoulements menées par les auteurs.

Pour vérifier les résultats, l'équipe a utilisé des scanners micro-CT afin de construire un prototype à l'échelle imprimé en 3D qui imitait le comportement de pompage observé. Le modèle artificiel a présenté la même cinématique de pompage que les dards biologiques. Les travaux futurs pourraient examiner les propriétés matérielles des valves, car la valve polymère artificielle de l'équipe a suggéré qu'une élasticité extrêmement élevée et une faible friction entre les valves sont essentielles. Les chercheurs souhaitent également étudier si l'action capillaire joue un rôle, compte tenu de la petite taille des éléments de pompage du venin.

Les auteurs pensent que cette recherche pourrait mener à des applications médicales et microfluidiques, comme des pompes artificielles, en s'appuyant sur des travaux antérieurs qui ont utilisé la structure du dard d'abeille pour inspirer des microaiguilles, des dispositifs de transport de tissus et des outils de forage. L'étude a été publiée dans PNAS en 2026.

हाई-स्पीड वीडियो ने यह खुलासा किया है कि मधुमक्खी के डंक विष कैसे पहुँचाते हैं, और दिखाया है कि प्रत्येक लांसेट से जुड़े वाल्व गति के दौरान अपना आकार बदलते हैं। दोनों वाल्व विष-पंपिंग कक्ष के भीतर स्थित होते हैं, और जब वे आगे-पीछे खिसकते हैं तो नीचे की ओर की गति में वे पैराशूट की तरह फूल जाते हैं। यह एक पिस्टन जैसी क्रिया के माध्यम से सील बनाता है, जो कक्ष में नीचे की ओर दबाव डालती है और विष को बाहर धकेलती है। ऊपर की ओर की गति में वाल्व सिकुड़ जाते हैं, और जब वे बीच में मिलते हैं तो फिर से आकार बदलते हैं ताकि एक-दूसरे को पार कर सकें।

मैक्वेरी विश्वविद्यालय की सह-लेखिका फियोरेला रामिरेज़-एस्क्वेल ने समझाया कि वाल्वों की अनोखी ज्यामिति महत्वपूर्ण है। "वे संकुचित होने योग्य पिस्टन की तरह काम करते हैं और विपरीत दिशाओं में पंप करके वे विष का निरंतर प्रवाह देने में सक्षम होते हैं," उन्होंने कहा। "दोहरे पिस्टन डिज़ाइन से जटिलता बढ़ती है, लेकिन यही डंक को एक संक्षिप्त, स्वायत्त इकाई में निरंतर विष पहुँचाने की क्षमता देता है।" दोहरी गति बैकफ़्लो को भी कम करती है, जो लेखकों के प्रारंभिक प्रवाह-दृश्यावलोकन प्रयोगों के अनुरूप है।

परिणामों की पुष्टि के लिए, टीम ने माइक्रो-CT स्कैन का उपयोग करके एक 3D-मुद्रित स्केल्ड प्रोटोटाइप बनाया जिसने देखे गए पंपिंग व्यवहार की नकल की। कृत्रिम मॉडल ने जैविक डंक के समान पंपिंग किनेमेटिक्स दिखाए। भविष्य के कार्य में वाल्वों के पदार्थ गुणों की जाँच की जा सकती है, क्योंकि टीम के कृत्रिम पॉलिमर वाल्व ने सुझाव दिया कि वाल्वों के बीच अत्यधिक लचीलापन और कम घर्षण आवश्यक हैं। शोधकर्ता यह भी जानना चाहते हैं कि विष-पंपिंग तत्वों के छोटे आकार को देखते हुए केशिका क्रिया की कोई भूमिका है या नहीं।

लेखकों का मानना है कि यह शोध चिकित्सा और माइक्रोफ्लुइडिक अनुप्रयोगों की ओर ले जा सकता है, जैसे कृत्रिम पंप, जो पहले के उस काम पर आधारित है जिसमें मधुमक्खी डंक की संरचना से माइक्रोनीडल, ऊतक परिवहन उपकरण और ड्रिलिंग उपकरण प्रेरित हुए थे। यह अध्ययन 2026 में PNAS में प्रकाशित हुआ।

Video berkecepatan tinggi telah mengungkap bagaimana sengat lebah madu mengalirkan racun, menunjukkan bahwa katup yang melekat pada setiap lanset berubah bentuk saat bergerak. Kedua katup berada di dalam ruang pemompaan racun, dan saat bergeser maju-mundur, keduanya mengembang seperti parasut pada gerakan turun. Hal ini menciptakan segel melalui aksi seperti piston yang memberikan tekanan ke bawah di dalam ruang, mendorong racun keluar. Pada gerakan naik, katup mengempis, dan ketika keduanya bertemu di tengah, keduanya kembali membentuk ulang agar dapat saling melewati.

Rekan penulis Fiorella Ramirez-Esquivel dari Macquarie University menjelaskan bahwa geometri unik katup adalah kuncinya. "Mereka bertindak sebagai piston yang dapat dilipat dan, dengan memompa ke arah yang berlawanan, mereka mampu mengalirkan racun secara terus-menerus," katanya. "Desain piston ganda menambah kompleksitas, tetapi itulah kunci agar sengat dapat mengalirkan racun secara terus-menerus dalam unit yang ringkas dan otonom." Gerakan ganda ini juga meminimalkan aliran balik, temuan yang konsisten dengan eksperimen visualisasi aliran awal para penulis.

Untuk memverifikasi hasil, tim menggunakan pemindaian micro-CT untuk membangun prototipe berskala hasil cetak 3D yang meniru perilaku pemompaan yang teramati. Model buatan menunjukkan kinematika pemompaan yang sama dengan sengat biologis. Penelitian selanjutnya dapat meneliti sifat material katup, karena katup polimer buatan tim menunjukkan bahwa elastisitas yang sangat tinggi dan gesekan rendah antarkatup sangat penting. Para peneliti juga ingin menyelidiki apakah aksi kapiler berperan, mengingat ukuran elemen pemompa racun yang sangat kecil.

Para penulis percaya penelitian ini dapat mengarah pada aplikasi medis dan mikrofluidik, seperti pompa buatan, berdasarkan penelitian sebelumnya yang menggunakan struktur sengat lebah untuk menginspirasi mikroneedle, perangkat transpor jaringan, dan alat pengebor. Studi ini dipublikasikan di PNAS pada 2026.

高速ビデオ撮影により、ミツバチの針が毒液をどのように送り込むのかが明らかになった。各ランセットに付随する弁が、動きに応じて形を変えることが示されたのだ。両方の弁は毒液を送り出すチャンバーの内部にあり、前後にスライドする際、下降時には落下傘のように膨らむ。これによりピストンのような動きで密閉が生まれ、チャンバー内に下向きの圧力がかかって毒液が押し出される。上昇時には弁がしぼみ、中央で出会うと再び形を変えて、互いに通り抜けられるようになる。

マッコーリー大学の共著者フィオレラ・ラミレス＝エスキベルは、弁の独特な形状が鍵だと説明した。「折りたたみ可能なピストンとして働き、反対方向に送り出すことで、毒液を連続的に流すことができるのです」と彼女は述べた。「二重ピストンの設計は複雑ですが、小型で自律的なユニットの中で毒液を連続して送り出せるようにする鍵なのです」。この二重の動きは逆流も最小限に抑えており、著者らの予備的な流れの可視化実験とも一致する結果だという。

結果を検証するため、研究チームはマイクロCTスキャンを用いて、観察された送出の動きを模倣する3Dプリント製の縮尺モデルを作製した。人工モデルは生物の針と同じ送出の運動学を示した。今後は弁の材料特性の研究も予定されており、チームの人工ポリマー弁からは、弁同士の間に極めて高い弾性と低い摩擦が不可欠であることが示唆された。毒液を送り出す要素が非常に小さいことから、毛細管現象が役割を果たしているかどうかも調べたいとしている。

著者らは、この研究が人工ポンプなどの医療やマイクロ流体工学への応用につながると考えている。ミツバチの針の構造が、マイクロニードル、組織輸送デバイス、穿孔工具の着想源となった先行研究を基にしたものだ。本研究は2026年にPNASで発表された。

Um vídeo de alta velocidade revelou como os ferrões das abelhas-melíferas injetam veneno, mostrando que as válvulas presas a cada lanceta mudam de forma à medida que se movem. As duas válvulas ficam dentro da câmara de bombeamento de veneno e, ao deslizar para frente e para trás, inflam como um paraquedas durante o movimento descendente. Isso cria uma vedação por meio de uma ação semelhante à de um pistão, que aplica pressão para baixo na câmara e empurra o veneno para fora. No movimento ascendente, as válvulas murcham e, quando se encontram no meio, remodelam-se para que possam passar uma pela outra.

A coautora Fiorella Ramirez-Esquivel, da Universidade Macquarie, explicou que a geometria única das válvulas é a chave. "Elas atuam como pistões colapsáveis e, por bombearem em direções opostas, conseguem fornecer um fluxo contínuo de veneno", disse. "O design de pistão duplo acrescenta complexidade, mas é o segredo para que o ferrão consiga liberar veneno continuamente em uma unidade compacta e autônoma." O movimento duplo também minimiza o refluxo, uma descoberta consistente com os experimentos preliminares de visualização de fluxo dos autores.

Para verificar os resultados, a equipe usou varreduras de micro-CT para construir um protótipo em escala impresso em 3D que imitava o comportamento de bombeamento observado. O modelo artificial apresentou a mesma cinemática de bombeamento dos ferrões biológicos. Trabalhos futuros podem examinar as propriedades materiais das válvulas, já que a válvula de polímero artificial da equipe sugeriu que elasticidade extremamente alta e baixo atrito entre as válvulas são essenciais. Os pesquisadores também querem investigar se a ação capilar tem algum papel, dado o pequeno tamanho dos elementos de bombeamento de veneno.

Os autores acreditam que a pesquisa pode levar a aplicações médicas e microfluídicas, como bombas artificiais, com base em trabalhos anteriores que usaram a estrutura do ferrão de abelha para inspirar microagulhas, dispositivos de transporte de tecidos e ferramentas de perfuração. O estudo foi publicado na PNAS em 2026.

Высокоскоростная видеосъёмка показала, как жала медоносных пчёл доставляют яд: клапаны, прикреплённые к каждой ланцетной пластинке, меняют форму во время движения. Оба клапана находятся внутри камеры перекачки яда и при возвратно-поступательном движении раздуваются, как парашют, на ходе вниз. Это создаёт уплотнение за счёт поршнеподобного действия, которое прилагает давление вниз в камере и выталкивает яд наружу. На ходе вверх клапаны сдуваются, а при встрече посередине меняют форму, чтобы пройти мимо друг друга.

Соавтор Фиорелла Рамирес-Эскивель из Университета Маккуори объяснила, что ключевую роль играет уникальная геометрия клапанов. «Они действуют как складывающиеся поршни, и, перекачивая в противоположных направлениях, способны обеспечивать непрерывный поток яда», — сказала она. «Конструкция с двойным поршнем усложняет устройство, но именно она позволяет жалу непрерывно доставлять яд в компактной автономной структуре». Двойное движение также минимизирует обратный ток, что соответствует предварительным экспериментам авторов по визуализации потока.

Для проверки результатов команда использовала микро-КТ сканирование, чтобы создать напечатанный на 3D-принтере масштабный прототип, имитирующий наблюдаемое поведение при перекачке. Искусственная модель показала ту же кинематику перекачки, что и биологические жала. В будущих работах могут изучить свойства материала клапанов: искусственный полимерный клапан команды указал, что чрезвычайно высокая эластичность и низкое трение между клапанами являются необходимыми условиями. Исследователи также хотят выяснить, играет ли роль капиллярное действие, учитывая малый размер элементов перекачки яда.

Авторы полагают, что исследование может привести к медицинским и микрофлюидным применениям, таким как искусственные насосы, опираясь на более ранние работы, в которых структура пчелиного жала вдохновила создание микроигл, устройств для транспорта тканей и бурового инструмента. Исследование опубликовано в PNAS в 2026 году.

高速摄影揭示了蜜蜂毒刺如何输送毒液，结果表明，附着在每根刺针上的瓣膜会随着运动而改变形状。两个瓣膜都位于泵送毒液的腔室内，当它们来回滑动时，在下行冲程中会像降落伞一样膨胀。这形成了一种类似活塞的动作，通过密封在腔室中施加向下的压力，将毒液推出。在上行冲程中，瓣膜收缩，当它们在中间相遇时会再次改变形状，从而能够彼此穿过。

麦考瑞大学的共同作者Fiorella Ramirez-Esquivel解释说，瓣膜的独特几何结构是关键。"它们充当可折叠的活塞，并且由于朝相反方向泵送，能够实现毒液的连续输送，"她说，"双活塞设计增加了复杂性，但正是它使毒刺能够在紧凑、自主的结构中持续输送毒液。"这种双重运动还能最大限度地减少回流，这一发现与作者们初步的流动可视化实验结果一致。

为了验证结果，研究团队使用显微CT扫描制作了3D打印的比例原型，模拟观察到的泵送行为。人工模型显示出与生物毒刺相同的泵送运动学特征。未来的工作可能会研究瓣膜的材料特性，因为团队的人工聚合物瓣膜表明，瓣膜之间需要极高的弹性和低摩擦。鉴于泵送毒液的部件尺寸很小，研究人员还希望探究毛细作用是否发挥了作用。

作者认为，这项研究可能带来医学和微流控领域的应用，例如人工泵，这建立在早期利用蜜蜂毒刺结构启发微针、组织输送装置和钻探工具的工作基础之上。该研究于2026年发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。