Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

CIekawe, czy nie dałoby rady stworzyć materiału, którym oblewałoby się kadłub,a następnie umieszczało go w "tunelu hydrodynamicznym", że tak to ujmę, bo nie wiem, jak się takie urządzenie nazywa profesjonanie (symulator płynięcia łodzią podwodną). W tym czasie powłoka nabierałaby kształtu wymuszanego przez wodę, a następnie stopniowo sztywniała, zapamiętując optymalny kształt.

 

Takie tam sobie gadanie laika, ale być może taki wynalazek miałby sens ;) Oczywiście taki materiał nie byłby w stanie dynamicznie adaptować się do warunków przepływu wody (chociaż gdyby był po zastygnięciu nieco plastyczny... ;) ), ale kto wie...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Tak właśnie się to robi - i odnośne urządzenie tak się właśnie nazywa. Zaczęło się w lotnictwie, jako tunel aerodynamiczny.

Share this post


Link to post
Share on other sites
A jak robią to delfiny? By zredukować "rzucanie" w czasie pływania, marszczą skórę. Dzięki temu woda przestaje przywierać do ich ciała

 

Po godzinie siedzenia w wannie też skóra sie marszczy ;D

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Odkryto mechanizm obronny, który pozwala skórze aktywnie zabijać bakterie. Centralną rolę spełnia w nim interleukina-6 (IL-6). Jej metodę działania będzie można wykorzystać do zapobiegania zakażeniom ran.
      Kolonizacja ran skóry przez bakterie lub inne patogeny może prowadzić do ciężkiego stanu zapalnego. W najgorszych przypadkach kończy się to sepsą albo amputacją. Ze względu na rosnącą lekooporność spada liczba dostępnych opcji terapeutycznych. Ostatnio jednak zespół dr. Franka Siebenhaara z Charité w Berlinie zidentyfikował nowy endogenny mechanizm, który może pomóc w zapobieganiu infekcjom ran bez stosowania antybiotyków.
      Niemcy oceniali, w jakim stopniu będące elementem układu immunologiczne komórki tuczne (mastocyty) są zaangażowane w odpowiedź skóry gospodarza na bakteryjne zakażenie rany i gojenie ran.
      Posługując się modelem zwierzęcym (szczepami myszy), akademicy badali wpływ braku mastocytów na gojenie się ran po zakażeniu pałeczkami ropy błękitnej (Pseudomonas aeruginosa). Okazało się, że pod nieobecność komórek tucznych 5. dnia po infekcji liczba bakterii obecnych w ranie była 20-krotnie wyższa. Wskutek tego zakażona rana zamykała się kilka dni dłużej.
      Autorzy raportu z pisma PNAS wyjaśniają, że "zabójcze" działanie mastocytów jest wynikiem uwalniania interleukiny-6. Stymuluje ona keratynocyty do wydzielania peptydów antydrobnoustrojowych.
      Nasze badanie pokazało naturę i zakres zaangażowania komórek tucznych w skórny mechanizm obrony przed bakteriami. Pomaga nam to lepiej zrozumieć znacznie mastocytów w ludzkim organizmie; wiemy już, że ich rola wykracza poza bycie skromnymi mediatorami reakcji alergicznych.
      Pogłębiając wiedzę nt. IL-6 i jej kluczowych funkcji, Niemcy stwierdzili, że podanie interleukiny-6 przed zakażeniem rany skutkowało lepszą obroną przed bakteriami. Wyniki udało się powtórzyć w ludzkiej tkance. Teoretycznie można by rozważyć podawanie IL-6 bądź substancji o podobnym mechanizmie działania w ramach zapobiegania infekcjom ran.
      W kolejnym kroku ocenimy funkcje mastocytów oraz IL-6 u pacjentów z chronicznymi problemami z gojeniem ran.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chcąc młodziej wyglądać, ludzie sięgają po kremy albo stosują wypełniacze. Niestety, kremy nie wnikają do głębszych warstw skóry, a zastrzyki z wypełniaczami trzeba powtarzać i bywają one bolesne. Ostatnio jednak naukowcy z USA opracowali bezigłową terapię egzosomową, która doskonale wygładza zmarszczki u myszy wystawianych na oddziaływanie ultrafioletu.
      Gdy komórki skóry się starzeją, tracą zdolność do namnażania i produkowania kolagenu, głównego białka strukturalnego skóry. Niedawno akademicy odkryli, że potraktowanie ludzkich komórek w szalce egzosomami komórek macierzystych zwiększa ilość kolagenu i wywołuje inne odmładzające skutki.
      Egzosomy to wyspecjalizowane pęcherzyki transportujące, tworzone na szlakach wydzielania i wchłaniania komórkowego. Transportują one bioaktywne lipidy, mRNA czy białka, dlatego nazywa się je niekiedy "fizjologicznymi liposomami".
      Zespół Ke Chenga z Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej postanowił sprawdzić, czy poddanie mysiej skóry działaniu egzosomów ludzkich fibroblastów skórnych (ang. human dermal fibroblasts, HDFs) może zmniejszyć zmarszczki i przywrócić różne młodzieńcze cechy. By uniknąć wstrzykiwania egzosomów, akademicy przetestowali bezigłowe urządzenie, które do wprowadzania leków w głąb skóry wykorzystuje strumień powietrza.
      W ramach eksperymentu autorzy artykułu z pisma ACS Nano wystawiali myszy na oddziaływanie promieniowania UVB, które przyspiesza starzenie i prowadzi do powstawania zmarszczek. Po 8 tygodniach ekspozycji niektórym gryzoniom podano egzosomy HDFs. Po 3 tygodniach zmarszczki zwierząt z grupy eksperymentalnej były cieńsze i bardziej powierzchowne niż u myszy z grupy kontrolnej i u gryzoni leczonych podawanym miejscowo kwasem retinowym (to standardowy preparat antystarzeniowy).
      Co ważne, skóra myszy, które dostały egzosomy, była grubsza, a także wykazywała słabszy stan zapalny i wzmożoną produkcję kolagenu (porównań dokonywano do myszy, którym nie podano egzosomów).

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Karolinska Institutet odkryli w skórze nowy narząd czuciowy, który wykrywa uszkodzenia mechaniczne, takie jak nakłucia czy ucisk. Wyniki ich badań ukazały się w piśmie Science.
      Szwedzi podkreślają, że niemal jedna osoba na pięć odczuwa stały ból, dlatego tak potrzebne są nowe środki przeciwbólowe. Z drugiej strony wrażliwość na ból jest nam potrzebna do przetrwania. Ból wyzwala bowiem reakcje odruchowe, które pomagają uniknąć uszkodzenia tkanek, np. odsuwanie dłoni pod wpływem ukłucia ostrym obiektem czy od źródła wysokiej temperatury.
      Narząd czuciowy opisany przez zespół Patrika Ernforsa składa się ze znajdujących się na granicy skórno-naskórkowej wyspecjalizowanych komórek glejowych (komórek Schwanna) z licznymi długimi wypustkami, które tworzą siatkę. Narząd ten jest wrażliwy na bolesne uszkodzenia mechaniczne, np. ukłucia.
      Akademicy opisali, 1) jak nieznany dotąd organ wygląda, 2) jak jest zorganizowany/połączony z włóknami bólowymi skóry i 3) w jaki sposób aktywacja narządu skutkuje impulsami elektrycznymi w układzie nerwowym (prowadząc do odruchów oraz odczucia bólu).
      Ciała komórek Schwanna znajdują się w okolicach granicy skórno-naskórkowej, a ich wypustki owijają się wokół zakończeń nerwowych. Szwedzi byli bardzo zaskoczeni tym, co ustalili, gdyż w dziedzinie nocycepcji mówimy o wolnych zakończeniach nerwowych, które odpowiadają za percepcję bólu. Tymczasem w rzeczywistości nie są one wcale wolne - opowiada Ernfors.
      Fakt wykrywania przez komórki Schwanna bólu stwierdzono dzięki optogenetyce (naukowcy musieli w tym celu zmodyfikować genetycznie myszy, tak by komórki Schwanna ze skóry ich stóp wytwarzały białko pochłaniające światło). Kiedy komórki te oświetlano (stymulowano), myszy podnosiły nogę, a także lizały się po łapach i nimi potrząsały (zachowania te wskazują na ból).
      Gdy czas oświetlania wydłużano, liczba wyładowujących się w pobliżu neuronów rosła; w ten sposób akademicy wykazali, że komórki Schwanna wysyłają sygnał do mózgu za ich pośrednictwem.
      By określić, co może aktywować komórki Schwanna, zespół wystawiał stopy myszy na oddziaływanie gorąca, zimna i ukłuć. Następnie porównywano te zachowania z reakcjami, które występowały, gdy za pomocą światła lekko pobudzano komórki Schwanna (stawały się wtedy bardziej wrażliwe) lub je dezaktywowano.
      Okazało się, że w przypadku wszystkich 3 bodźców po aktywacji komórek Schwanna światłem reakcja bólowa była silniejsza. Po dezaktywacji tych komórek zaobserwowano zaś słabszą reakcję na ukłucia.
      Wszystko to łącznie sugeruje, że opisana podgrupa komórek Schwanna spełnia ważną rolę w odczuwaniu bólu, przynajmniej w przypadku uszkodzeń mechanicznych.
      Nasze badanie pokazuje, że wrażliwość na ból zależy nie tylko od uaktywnienia receptorów bólowych na zakończeniach nerwowych, ale także od odkrytego ostatnio narządu. To spostrzeżenie zmienia rozumienie komórkowych mechanizmów wrażeń fizycznych i może mieć znaczenie dla rozumienia chronicznego bólu - podsumowuje Ernfors.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wszystkie samoloty, od początku istnienia tych maszyn, poruszają się dzięki pomocy ruchomych części, takich jak śmigła czy turbiny. Inżynierowie z MIT skonstruowali pierwszy w historii samolot, który nie zawiera żadnych ruchomych części. Jest on zasilany przez „wiatr jonowy” wytwarzany na pokładzie samolotu, który zapewnia mu wystarczający ciąg, by utrzymać maszynę w powietrzu. W przeciwieństwie do innych rozwiązań stosowanych w lotnictwie, nowy napęd jest całkowicie cichy i nie potrzebuje paliw kopalnych.
      To pierwszy zdolny do lotu samolot z napędem niezawierającym ruchomych części. Potencjalnie może to doprowadzić do powstania samolotów, które są cichsze, prostsze w konstrukcji i nie powodują emisji pochodzącej ze spalania, cieszy się profesor Steven Barrett z MIT. Uczony uważa, że w najbliższej przyszłości mogą pojawić się ciche drony korzystające z wiatru jonowego. W dalszej zaś perspektywie uczony przewiduje pojawienie się samolotów pasażerskich i transportowych o napędzie hybrydowym, łączącym wiatr jonowy z tradycyjnym silnikiem.
      Barrett przyznaje, że do pracy nad nowatorskim napędem zainspirował go serial Star Trek, który namiętnie oglądał w dzieciństwie. Szczególnie fascynowały go pojazdy latające, które bez wysiłku poruszały się w atmosferze, nie były wyposażone w żadne śmigła, nie wydzielały spalin i nie hałasowały. Pomyślałem, że w przyszłości powstaną samoloty, które nie będą miały śmigiel i turbin. Będą jak statki w Star Treku, które świecą na niebiesko i cicho się poruszają, wspomina Barrett.
      Przed dziewięciu laty naukowiec rozpoczął prace nad systemem napędowym bez ruchomych części. Szybko zwrócił uwagę na wiatr jonowy, czyli ciąg elektroaerodynamiczny. Jego koncepcję opracowano w latach 20. ubiegłego wieku. Mówi ona, że jeśli pomiędzy dwiema elektrodami, cienką i grubą, pojawi się wystarczające napięcie, to powietrze przepływające pomiędzy elektrodami wytworzy tyle ciągu, że będzie w stanie napędzać mały samolot. Przez lata koncepcją taką zajmowali się głównie hobbyści, którym udawało się stworzyć bardzo małe samoloty, podłączone do źródła napięcia, które przez chwilę unosiły się w powietrzu. Uzyskanie dłuższego lotu większym urządzeniem uznawano za niemożliwe.
      Jednak Barrettowi się udało. Skonstruowany przez niego i jego zespół samolot waży około 2,5 kilogramów i ma skrzydła o rozpiętości 5 metrów. Pod skrzydłem, wzdłuż jego przedniej krawędzi, znajdują się cienkie struny, przypominające ułożeniem płot otaczający pastwisko. Wzdłuż tylnej krawędzi również mamy struny, ale grubsze. Te pierwsze działają jak katoda (elektroda dodatnia), a drugie jak anoda. W kadłubie pojazdu umieszczono akumulatory litowo-jonowe, które dostarczają one napięcie rzędu 40 000 woltów do katody. Naelektryzowane struny z przodu wyrywają elektrony z otaczających je molekuł powietrza, a zjonizowane w ten sposób powietrze przepływa w kierunku strun z tyłu. Każdy z przepływających jonów miliony razy zderzał się z molekułami powietrza, tworząc w ten sposób ciąg.
      Twórcy samolotu testowali go w sali o długości 60 metrów. Pojazd przemierzał całą długość sali. Przeprowadzono 10 testów i za każdym razem stwierdzono, że napęd działa. To był najprostszy możliwy projekt. Daleka jeszcze droga do stworzenia samolotu, zdolnego do wykonania użytecznej misji. Musi być on bardziej wydajny, lecieć dłużej i być zdolnym do lotu na otwartej przestrzeni, dodaje Barrett.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy poinformowali o zarejestrowaniu najwyższej fali morskiej na południowej półkuli. Podczas silnego sztormu na Oceanie Południowym w pobliżu należącej do Nowej Zelandii Wyspy Campbella boja zarejestrowała falę o wysokości 23,8 metra. Oceanograf Tom Durrant mówi, że poprzedni rekord należał do zarejestrowanej w 2012 roku fali o wysokości 22,03 metra.
      O ile nam wiadomo, to najwyższa fala zarejestrowana na półkuli południowej, mówi Durrant i dodaje, że Ocean Południowy jest tym miejscem, na którym powstają obiegające całą planetę martwe fale. Surferzy w Kalifornii będą mogli za około tydzień skorzystać z energii właśnie zanotowanej fali, stwierdza uczony.
      Zdaniem Durranta podczas wspomnianego sztormu mogły powstawać fale o wysokości przekraczającej 25 metrów, jednak boja badawcza ich nie zarejestrowała.
      Wspomniana boja została zainstalowana w marcu. Jej zadaniem jest rejestrowanie ekstremalnych zjawisk na Oceanie Południowym. Aby na jak najdłużej zachować energię w akumulatorach pracuje ona jedynie przez 20 minut co trzy godziny. Bardzo prawdopodobne, że najwyższe fale powstawały, gdy boja nie pracowała, wyjaśnia Durrant.
      Najwyższa zarejestrowana fala w historii miała wysokość 30,5 metra. Pojawiła się ona w 1958 roku w Zatoce Lituya na Alasce po tsunami wywołanym trzęsieniem ziemi.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...