زره های بال پروانه چگونه از او در برابر باران محافظت می کند؟ - تور ایتالیا ارزان

به گزارش خبرنگار فناوری خبرنگاران، یک تجزیه و تحلیل درباره برخورد قطرات باران پرسرعت به سطوح بیولوژیکی مانند پر، برگ گیاهان و بال حشرات نشان می دهد که چگونه روکش های ضدآب این سطوح اثرات آب را کاهش می دهد.

محققان نشان دادند که چگونه برآمدگی های میکرویی در ترکیب با لایه نانویی از موم، این قطرات را پخش کرده تا از سطوح شکننده در برابر آسیب های فیزیکی و خطر هیپوترمی محافظت کند. در حال حاضر مراکز تجاری بزرگی وجود دارند که برای تولیدات خود از نمونه های طبیعی در طراحی ها استفاده می کنند. اسپری های ضدآب تمیزکننده لباس و کفش و پوشش های ضدیخ روی بال های هواپیما نمونه هایی از این تولیدات هستند. یافته های حاصل از این مطالعه می تواند منجر به تولید بیشتر چنین محصولاتی در آینده شود.

سوانگوان یونگ دانشیار مهندسی بیولوژیک و زیست محیط در دانشکده علوم کشاورزی گفت: این اولین مطالعه برای درک اثر قطرات پرسرعت بر این سطوح آبگریز است.

مطالعات گذشته نیز به بررسی کم اثر ضربات آب بر گیاهان و حشرات پرداخته و به خاصیت تمیزکنندگی مایع نیز اشاره کرده است. اما در طبیعت، قطرات باران می توانند با سرعت 10 متر به ثانیه بیفتند، بنابراین این تحقیق چگونگی برهمکنش قطرات پرسرعت باران با سطوح آبگریز طبیعی را بررسی می کند.

یونگ گفت: قطرات باران خطراتی را ایجاد می کنند، زیرا به عنوان مثال می توانند به بال های شکننده پروانه آسیب بزنند. برخورد با قطرات باران برای حشراتی به این کوچکی بسیار خطرناک است. او اشاره کرد وزن قطره بارانی که به پروانه برخورد می کند همانند برخورد یک توپ بولینگ از آسمان به انسان است.

در این مطالعه، محققان نمونه هایی از برگ ها، پر ها و حشرات را به کمک جیسون دوبروسکی، مدیر آزمایشگاه تشخیصی حشرات دانشگاه کرنل، جمع آوری کردند. محققان نمونه ها را روی یک میز قرار دادند و قطرات آب را از فاصله تقریبا 2 متری رها کرده و ضربه آن را با سرعت چند هزار فریم در ثانیه توسط دوربین های پرسرعت ثبت کردند.

در تجزیه و تحلیل فیلم آن ها متوجه شدند که وقتی یک قطره به سطح برخورد می ند، موجدار شده و پخش می شود. یک لایه مومی نانویی، آب را پس می زند در حالیکه برآمدگی میکرویی بزرگ روی سطح، یک حفره در قطره پخش شده ایجاد می کند.

یونگ توضیح داد: برآمدگی های میکوریی را مانند سوزن در نظر بگیرید. اگر کسی یک بادکنک روی این سوزن ها بیاندازد این بادکنک به تکه های کوچک می شکند. پس هنگامی که قطرات به سطح خورده و پخش می شوند نیز چنین اتفاقی رخ می دهد.

این عمل پاشیده شدن؛ میزان زمانی که قطره با سطح در کنش است را کاهش داده، مقدار حرکت را محدود کرده و نیروی ضربه ای که بر بال ضعیف یا برگ وارد می شود را کم می کند. همچنین گرما به قطره سردتر منتقل می شود؛ این موضوع مهمی است، زیرا ماهیچه های بال یک حشره برای مثال، برای پرواز کردن باید به اندازه کافی گرم باشند. راندن آب در زمان کوتاه نیز بسیار مهم است، زیرا آب بسیار سنگین است و پرواز را برای حشرات و پرنده ها سخت می کند.

یونگ گفت: اگر کنش بین قطرات و سطح زیاد طول بکشد، گرمای زیادی از دست رفته و حشره قادر نیست به راحتی پرواز کند. با داشتن این ساختار های دولایه، موجودات می توانند یک سطح آبگریز فوق العاده داشته باشند

فیلم این موضوع را در زیر مشاهده کنید: