15 Июня 2020
МОСКВА, 15 июня - Новое исследование впервые объясняет, почему ультратончайшие колючки крапивы или хоботок комара легко прокалывают кожу человека, не ломаясь. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Physics.Исследователи из Датского технического университета совершили более 200 экспериментов, осваиваю конструкцию заостренных отростков, которые животные и растения используют для самых разных целей — прикрепления к поверхности, приема провизии или защиты. Они сматривали, как влияет форма колючек, игл, шипов и жал на их прочность.
Ученые под руководством физика Кааре Хартвига Йенсена (Kaare Hartvig Jensen) посвятили свою научную деятельность биомиметике — созданию новых методик и материалов на основе идей, заимствованных у живой природы.
Авторы неоднократно сталкивались с тем, что маленькие стеклянные пипки, которые они использовали для извлечения жидкости из растительных клеточек, разрушались при контакте с клеточной стенкой. Это нервировало исследователей и побудило их увлечься тонкими и прочными природными объектами, которые не ломаются при использовании.
Они изучили иглы и заостренные отростки из самых разных строительный материалов и всех возможных размеров — от шипов вирусов и микроскопичных водорослей размером всего 50 нанометров до самой длинной иглы в природе — 2, 5-метрового бивня нарвала. Исследование также охватывало искусственные заостренные объекты, которые в значительной степени имитировали натуральные формы — гвозди, иглы для шприцев и древние копья длиной до шести метров. Ученые искали оптимальное соотношение твердости и эластичности.
Наши результаты показали, что существует четкая корреляция между длиной иглы или шипа и ее диаметром, как вблизи кончика, так и в месте, где он прикалывается к растению или животному, — приводятся в пресс-релизе университета слова Йенсена. — Таким образом обеспечиваются как необходимую твердость, так и эластичность сошника. В то же свободное время ясно, что острые орудия природы находятся на грани материальной возможности и при этом все природные проекты очень похожи, независимо от того, смотрим ли мы на наноразмерные верха вируса или на 1, 5-метровый шип рыбы-меч.
Что касается крапивы, то ее длинные шипы по форме напоминают иголку инъекционного ширка. Сложенные стекловидным кремнием, они полые и усилены по краям. Это придает заостренным волоскам необычайную прочность.
Большое количество наблюдений позволило исследователям найти варианты формы, обеспечивающей прочность и эластичность. По мнению авторов, результаты могут быть использованы при разработке новых точных инструментов и медицинского оборудования.
Эти новые знания о том, как рассчитать прекрасный дизайн заостренного предмета, могут в будущем использоваться для конструирования, например, игл ширка для наилучшего распределения лекарств, или в разработке гвоздей, что позволит снизить расход строительный материала без потери прочности, — говорит Йенсен.
Сами исследователи уже использовали полученные знания для создания пустых пипеток нового дизайна, которые не ломаются во время биологических экспериментов.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....