即使是一只螞蟻被置入水下,例如這只螞蟻,它產生的浮力也能使它擺脫水的束縛,這是因為它身體上的茸毛使它周圍形成一層空氣膜。肥皂和其他表面活性劑能減少水的表面張力,從而降低螞蟻的浮力。為了研究螞蟻的外骨骼是如何捕捉空氣的,該科研組需要用力把螞蟻壓入水里。米洛特說:“我們能讓螞蟻呆在水下的唯一方法就是在它腰間系一條彈性帶子,另一頭系上重物。”
試驗期間,一只螞蟻停在水面上。研究人員發現,盡管單個螞蟻的密度比水大,但是由于表面張力和螞蟻擁有不易被水沾濕的腳,單個螞蟻仍能在水面上行走。然而水的表面張力非常微弱,很難支撐更大的物體,因此螞蟻救生筏能在水面上漂浮的問題一直是個謎。不過這個問題的答案就是:當螞蟻連接在一起組成漂浮物時,它們的集體抗水能力其實比單個螞蟻的總抗水能力增大了30%。
火螞蟻是科學家觀察到的唯一一種會形成救生筏的蟻類。但是眾所周知,有多種螞蟻能形成類似城堡或橋梁的結構。佐治亞理工學院的這個科研組發現,火螞蟻簇的性質就像流體,具有一些可以預言的物理特征:火螞蟻簇的密度是水的五分之一,但其表面張力是水的10倍,粘性是水的1000萬倍。事實上螞蟻簇的性質更像油灰,而不像螞蟻本身。米洛特說:“你拿起蟻球,會發現它的質地跟柔軟的油灰一樣。你可以擠壓它。也能把它拋入空中,螞蟻仍會緊緊抱成團,不會散開。”
對形成漂浮物的螞蟻進行觀察后,該科研組把漂浮物冷凍在液氮里,對其整體結構進行研究。他們發現螞蟻“手挽手”集結在一起,一只螞蟻緊緊抱住另一只螞蟻的腿,或者用顎咬住對方的腿,就如上面的顯微圖片所示。不管用哪種方法,形成螞蟻救生筏是件需要技巧的活:螞蟻“握緊”對方而不會傷到對方的最大力氣大約是體重的400倍,論文作者寫道:“這顯然比螞蟻依附在其他復雜物體表面的力量更弱。”
科學家在上面說,當火螞蟻聚集在一起時,它們的性質更像液體。論文作者表示,假設一群火螞蟻就是液體,每只螞蟻代表一個分子,一個螞蟻救生筏就像一滴油在水面上散開。當然,螞蟻“滴”的表現并不完全遵循既定規律,單個螞蟻在救生筏里隨意移動,這并不像單個油分子。