Znajdź zawartość

Naukowcy odkryli, że rekiny potrafią regulować położenie łusek na ciele, tworząc niewielkie wgłębienia, podobne do tych, jakie widzimy na powierzchni piłeczki golfowej. Jak wykazały badania, te miniaturowe "studnie" pozwalają zwierzęciu na osiągnięcie większej prędkości w wodzie. Zespół z University of Alabama, pracujący pod przewodnictwem Amy Lang, stworzył sztuczną skórę rekina. Składała się na nią matryca ze sztucznych łusek (16x24 łuski) o długości 2 centymetrów każda. W łuskach znajdowały się wgłębienia. Skórę umieszczono w pojemniku z wodą, przesuwającą się z prędkością 20 cm/s. Woda zawierała pokryte srebrem nanocząsteczki, które oświetlano laserem, obserwując w jaki sposób woda opływa łuski. Okazało się, że nad skórą rekina tworzą się niewielkie pionowe wiry. Dzięki temu pomiędzy powierzchnią skóry a wodą powstaje rodzaj bufora, który zapobiega tworzeniu się turbulencji za płynącym zwierzęciem. Takie turbulencje spowalniają płynące obiekty i utrudniają manewrowanie. Naukowcy z Alabamy uważają, że ich badania pomogą w konstruowaniu doskonalszych torped, łodzi czy samolotów, które będą lepiej radziły sobie z poruszaniem się w wodzie i powietrzu.

Turbulencje są zmorą zarówno inżynierów, jak i osób podróżujących czy pilotujących samoloty. Zespół Dimitrisa Lagoudasa z Texas A&M University skonstruował rodzaj powłoki, która pod wpływem chaotycznych ruchów powietrza przyjmuje odpowiednio pofalowany kształt. Podobny trik, tyle że w wodzie, stosują delfiny (Smart materials and structures). Tego rodzaju powłoka zmniejszyłaby turbulencje nie tylko w samolotach, ale także w łodziach podwodnych. Odpowiednie pofalowanie wytłumia ruch cząsteczek gazu lub cieczy. Wbrew pozorom odnalezienie odpowiedniej formy wcale nie jest proste. Powierzchnia skrzydła lub burty musi przyjąć kształt idealny, to znaczy wymuszany przez napierające na nią siły. Dodatkowo żądana forma zmienia się wraz z prędkością. A jak robią to delfiny? By zredukować "rzucanie" w czasie pływania, marszczą skórę. Dzięki temu woda przestaje przywierać do ich ciała. Wzorując się na naturze, Amerykanie najpierw przeprowadzili odpowiednie wyliczenia, potem postanowili przetestować prototyp powłoki. Pod aktywnie reagującą "skórą" znajdują się specjalne piezoceramiczne nóżki. Wydłużają się one pod wpływem działania pola elektrycznego. Kontrolując jego parametry, ekipa Lagoudasa może uzyskać konfigurację powłoki, która odpowiada długości oraz amplitudzie fali działającej na powierzchnię materiału i w ten sposób wyeliminować wstrząsy. Powstające wybrzuszenie może mieć do 30 mikrometrów wysokości. Othon Rediniotis, jeden z członków zespołu, podkreśla, że drgania powłoki zmniejszono aż o połowę. Wg Lagoudasa, wynalazek jego zespołu sprawdzi się najlepiej w łodziach podwodnych. Wykorzystanie go w samolotach będzie wymagało wyeliminowania wielu przeszkód. Samolot porusza się z większą prędkością, dlatego powstające fale muszą mieć większą częstotliwość. Na razie "skórę" przetestowano jedynie w warunkach laboratoryjnych. Przed zaimplementowaniem w prawdziwej flocie, morskiej czy powietrznej, musi być całkowicie niezawodna.