Дослідники з Корнельського університету вивчали крила метеликів - їм було цікаво наслідки крапель дощу, що падають з великою швидкістю. На основі біологічних прикладів уже існує ряд продуктів, які можна використовувати для захисту поверхонь від бруду, води або навіть обмерзання. Сунгван Юнг, доцент кафедри біології та інженерії навколишнього середовища та дослідник докторантури Сунго Кім, хотів би розширити асортимент цих матеріалів, дослідивши крила метеликів.
Наразі подібні опитування проводились лише з повільно падаючими краплями, які проливають світло на їх очищувальний ефект, але насправді краплі дощу можуть досягати швидкості до 10 метрів в секунду, тому зараз дослідники концентруються на цих високошвидкісних краплях . Тендітні крила метелика можуть пошкодити навіть краплі дощу, тож питання полягало в тому, що трапиться, якщо краплі води потраплять на поверхні, які мають особливо водовідштовхувальну дію.?
"Дощова крапля досить небезпечна для крихітної комахи", - сказав Юнг, пояснивши, що вона може мати подібний вплив на ваги, як ніби кулька для боулінгу падає з неба на людину.
Для порівняльних досліджень використовували листя, пір’я птахів та крила метеликів, відібрані з колекції комах Корнельського університету, за сприяння Джейсона Домброскі, керівника колекції та співавтора дослідження, опублікованого в Journal of the Американська академія наук, PNAS.
Розміщення цільових об’єктів на столі займає приблизно. Краплі води скидалися на них з висоти 2 метри, і удар реєструвався зі швидкістю тисяч кадрів в секунду. Аналіз зображень показав, що крапля хвилі і поширюється: крапля поширюється під впливом дивовижно тонкого шару водовідштовхувального воску, а потім мікроскопічні рогачі на поверхні крил створюють отвори у воді, що розтікається, з якої вода розривається .
“Уявіть собі, що ці милиці ніби маленькі голки, а крапля дощу - повітряна куля. Якщо ми кинемо повітряну кулю в голки, це призведе до того, що повітряна куля розірветься на безліч дрібних шматочків. Це саме те, що відбувається з краплями дощу », - пояснив Юнг.
Процес дроблення крапель дощу значно скорочує час взаємодії краплі з поверхнею крила, зменшуючи тим самим силу удару, спричиненого крапелькою. З тієї ж причини охолоджуючий ефект холодної краплі дощу менший, і це особливо важливо, оскільки м’язи крил потребують правильної температури, щоб комаха могла літати.
"Якби доторкнутися до краплі дощу довше, вони втратили б багато тепла і не могли полетіти", - сказав Юнг. Тому охолодження зробило б їх занадто легкою здобиччю для хижаків, наприклад. Крім того, бажано якомога швидше позбутися краплі води, оскільки вона досить сильна, а це саме по собі ускладнює життя комах, птахів і навіть листя рослин.
"Однак завдяки двошаровому шару воску та зморшок легше позбутися води, роблячи поверхню надзвичайно водовідштовхувальною", - підсумував Юнг.
Вам стаття стала цікавою? Поділіться з друзями!