Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тукПриемам
26 юли 2017
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Разни
FACEBOOK

Високи технологии в природата: Сгъваемият механизъм на крилата на калинката (видео)

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 16 май 2017 в 15:1027350

Японски учени са измислили начин да наблюдават как калинките сгъват крилата си чрез трансплантиране прозрачно изкуствено крило на насекомото.

Резултатите от изследването, публикувани в PNAS, обясняват как крилата на насекомото могат да запазват здравината и твърдостта си по време на полет и в същото време да останат еластични, за да могат компактно да се сгънат, когато калинката лази по земята. Това може да даде идея за иновативен дизайн на широка гама от разгъващи се структури - от сателитни антени и микроскопични медицински инструменти до предмети за ежедневна употреба като чадъри и ветрила, отбелязва phys.org.

Калинките са силно мобилни насекоми, които могат да превключват между ходене и летене с лекота и бързина, защото могат бързо да разгръщат и да сгъват крилата си. Крилата състоят от твърди надкрилки - червени крила с познатите черни точки, както и меки мембранни крила, използвани за полет, които се покриват и защитават от твърдите крила.

Ако калинката пожелае да полети, задните мембранни крила се разгъват средно за 0.1 секунди. Този механизъм е добре изучен, защото за да разпери криле калинките повдигат горните надкрилки.

Мембранните задни крила са сгънати под надкрилките като оригами и са пронизани с мрежа от капиляри, пълни с течност. Преди излитане насекомото повдига горните си крила, напряга мускулите на третия гръден сегмент, повишавайки налягането на течността в капилярите на летателните крила. В резултат на това еластичността на кръвоносните съдове се увеличава и крилото се разгъва.

Досега учените не можеха да наблюдават в детайли процеса на сгъване на крилата. Работата е там, че веднага след кацане калинката сгъва горните грила и едва след това започва да нагъва задните крила, активно помагайки си с корема. Като цяло, за сгъването на летателните крила отнема около две секунди.

За да изследват процеса на сгъване на крилата, изследователите използват седемточковата калинка (Coccinella septempunctata). Отделили са дясното й твърдо крило. Отделеният участък след това се използва като калъп за създаване на копие от прозрачна акрилна смола, което се втвърдява с ултравиолетова светлина. След това акрилното копие на крилото е залепено за остатъка от твърдото крило на калинката.

Калинката с изкуственото крило. Снимка: Kazuya Saito.

Изследователите правят високоскоростна фотосесия на насекомото и изследват под микроскоп отделения участък от твърдото крило. Те установяват, че вътрешната страна на крилото има релеф, точно съответстващ на капилярите на летателното крило и действа като водач при сгъване на крилото.

Освен това, от вътрешната страна на надкрилката има своеобразно "велкро" - участъци, покрити с миниатюрна четина, които държат сгънато крилото.

Последователност на сгъване на крилата на калинката. Източник: Kazuya Saito / University of Tokyo

Аналогични участъци с "велкро" са разположени в горната част на корема. Учените установили, че след кацане калинката смъква твърдите крила, а след това започва сгъва крилата по линиите на гънките, заедно с повдигащи корема движения и в резултат на триенето и издърпва ините крила в мястото им за съхранение на гърба.

"Не бях сигурен дали калинката ще може да сгъне крилото с изкуствения участък от смола", разказва Казуя Сайто (Kazuya Saito), водещ автор от Университета в Киото. "Така че бях изненадан, когато разбрах, че може".

Както отбелязват учените, за разлика от оригамито калинката не сгъва крилете си под остър ъгъл, а ги усуква. Поради тази причина вероятно се запазва тяхната механична якост. Освен това, усукването позволява да се избегне силното прегъване на капилярите и деформирането им.

По този начин свивайки и отпускайки коремчето си, калинката постига пълно сгъване на задните крила под твърдите надкрилки. Изследователите смятат, че сгънатите еластични крилата са като свита пружина. При повдигане мна надкрилките вътрешната част вече не задържа задните крила и те, подобно на пружина, започват да се разгъват. Процесът на разпъване сега се управлява от хидравликата.

Част от механизма на сгъване на крилото на изтребителя F/A-18 Super Hornet. Източник: polepositionimagery.com.au

Японските учени смятат, че изучаването на механизмите за разгъване и сгъване на крилете на калинките и други насекоми ще помогнат да се намерят по-добри технически решения за механизмите за сгъване на различни съоръжения от слънчеви панели и сателитни антени, а също и на крилете на самолетите, кацащи на самолетоносачи.


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини

Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.