微塑料是微小的塑料颗粒，当它们进入供水系统时会引起大问题。我的流体动力学实验室探索微塑料运动的一种方法是研究微小的水上行走昆虫如何被雨滴推入水下。

接触微塑料污染可能会带来健康风险，例如呼吸和消化问题、患糖尿病的风险增加和睡眠中断。但像我这样的物理学家可以研究它们如何在水中移动，以了解如何清理它们。

水黾是一种可以在水上行走的微小昆虫。它们在潮湿多雨的地区大量存在，有些物种一生都没有接触过陆地。雨滴的重量是水黾的40多倍，在暴风雨期间，它们偶尔会直接击中水黾。这些水滴在水面下形成一个微小的火山口，将水黾包裹起来，然后当火山口塌陷回水面时将其抛弃。

水黾拥有坚固的外骨骼，使它们能够在被雨滴击中时幸存下来。由于这些昆虫具有防水性并且重量非常轻，因此它们通常会立即弹回来。但有时雨滴会在地表正下方形成第二个较小的陨石坑。第二个陨石坑通常是由一个大而快速的下降形成的。

如果水黾发现自己进入了第二个陨石坑，它可能会被困在水下。

在我实验室发表在《美国国家科学院院刊》上的最新研究中，我们从当地池塘捕获了水黾，并在它们的水箱上方释放了落下的水滴。我们使用高速摄像和图像分析来观察雨滴击中昆虫时淹没的速度。

我和我的同事还测量了第二个较小的陨石坑的加速度。这个陨石坑收缩得很快——根据我们的测量，收缩速度是重力加速度的50倍。水黾无法在第二个气泡内支撑自己，因为它们所在的表面向上移动得太快，它们可能会掉到水下并被淹没。如果发生这种情况，水黾会做出强有力的游动，试图重新浮出水面。

与水黾一样，微塑料非常轻并且通常具有防水性。它们倾向于以类似的方式在水面上移动，雨滴可以淹没它们。当污染物被淹没时，它们就更难清理，并且海洋生物可能会消耗它们。

我们的研究告诉我们，第二个陨石坑向水面的快速加速在微小颗粒(水黾和微塑料等)下沉中发挥了重要作用。