Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Róże pokryte kroplami rosy lub deszczu wyglądają przepięknie. Do tej pory naukowcy nie mogli jednak zrozumieć, dlaczego woda z nich nie spływa. Co więcej, czemu krople nie opadają nawet wtedy, gdy kwiat zwisa "do góry nogami". Teraz udało się wreszcie rozwiązać tę zagadkę i badacze uzyskali materiał, który ma dokładnie te same właściwości, co płatki królowej kwiatów.

Zaleganie kropli wody na materiałach organicznych nie jest zjawiskiem rzadkim, ale ześlizgują się one przy najlżejszym poruszeniu kwiatów czy liści. Woda zmywa wtedy z powierzchni rośliny owady i kurz. Biolodzy nazywają to zjawisko samooczyszczaniem. Zajmowało się nim wielu badaczy, którym zależało na uzyskaniu wodoodpornych materiałów.

Woda ześlizguje się, ponieważ, co doskonale widać pod pewnym powiększeniem, powierzchnia rośliny jest bardzo nierówna. W dodatku czubki wybrzuszeń są pokryte woskiem. Gdy woda spadnie np. na liść, styka się tylko z niewielką jego powierzchnią, na której zalega wodoodporny wosk.

Gdy Lin Feng i zespół z Tsinghua University w Pekinie przyjrzeli się budowie płatków róży, zauważyli, że choć znajdują się na nich podobne pokryte wyrostkami pagórki, są one poprzecinane łagodnie opadającymi, szerokimi rowkami. Nie ma też na nich wosku. Krople zachowują swój kulisty kształt, a niewielkie z nich zostają schwytane w pułapkę (Langmuir).

Chińczycy postanowili spróbować, czy uda im się uzyskać materiał o podobnych właściwościach. Pokryli powierzchnię płatka cienką warstwą alkoholu poliwinylowego i zostawili do zastygnięcia. W ten sposób uzyskali negatyw wzoru stworzonego przez naturę. Okazało się, że materiał zatrzymuje, nawet po odwróceniu do góry nogami, krople o pojemności 3-5 mikrolitrów.

Ronald Fearing, inżynier biomimetyki z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, podkreśla, że po raz kolejny okazuje się, że w przypadku lepkości ukształtowanie powierzchni materiału jest ważniejsze od jego składu chemicznego. Dzieje się tak zarówno w przypadku stóp gekona, jak i płatków róży. W naturalnym środowisku pozwala to kwiatom błyszczeć, by zwabić zapylające je owady, a w warunkach laboratoryjnych umożliwia stworzenie układów utrzymujących w miejscu niewielkie ilości cieczy i ułatwiających jej transport bez ryzyka zanieczyszczenia.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Woda ześlizguje się, ponieważ, co doskonale widać pod pewnym powiększeniem, powierzchnia rośliny jest bardzo nierówna.

 

Jakieś sprzeczności...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nie ma tu sprzeczności - krople stykają sie z powierzchnia tylko na jej nawoskowanych wierzchołkach skutkiem napięcia powierzchniowego. W przypadku róży wosku nie ma, ponadto wgłębienia są na tyle rozległe, że krople sie w nich mieszczą i mogą przywrzeć do ich dna.

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
      Inżynierowie z California Institute of Technology (Caltech) i Jet Propulsion Laboratory (JPL) stworzyli inspirowany kolczugami materiał, który pod wpływem przyłożonego napięcia zmienia się z miękkiego i giętkiego w sztywny. Materiał taki może przydać się do tworzenia egzoszkieletów czy rusztowań zmieniających swoją sztywność w miarę gojenia się ran. Być może posłuży też do budowy... mostów, które można będzie przywieźć na miejsce w rolce, rozwinąć i usztywnić.
      Chcieliśmy stworzyć materiał, który zmienia sztywność na żądanie, mówi profesor Chiara Daraio. Naszym celem było uzyskanie tkaniny, która z miękkiej w kontrolowany sposób staje się sztywna, dodaje. Takie materiały spotykaliśmy dotychczas w literaturze. Dość przypomnieć tutaj kolczugę z mithrilu, którą Frodo otrzymał od Bilba czy pelerynę Batmana z filmu Batman Begins.
      W życiu codziennym dość często spotykamy się z materiałami, których sztywność została zmieniona. Wystarczy przypomnieć sobie np. paczkę próżniowo zapakowanej kawy. Jest sztywna i twarda, jednak natychmiast po przebiciu opakowania całość staje się miękka. Takie struktury jak kawa czy piasek mają złożone kształty, nie są ze sobą połączone i mogą usztywniać się tylko pod wpływem kompresji. Z kolei kolczuga, złożona z połączonych metalowych pierścieni może stawać się sztywna zarówno gdy ją ściśniemy, jak i gdy ją rozciągniemy. I to właśnie ta jej właściwość zainspirowała naukowców. Przetestowaliśmy wiele różnych cząstek, by sprawdzić, które są zarówno elastycznej, jak i można nadać im sztywność. Okazało się, że te, które zyskują sztywność tylko podczas jednego z rodzajów przyłożonej siły (ściskania lub rozciągania) nie sprawują się najlepiej, mówi profesor Daraio.
      Uczeni sprawdzili więc całą gamę kształtów, od połączonych pierścieni, poprzez połączone sześciany po połączone ośmiościany foremne, które przypominają dwie piramidy złączone podstawami. W modelowaniu interakcji tego typu struktur brał udział profesor Jose E. Andrade, specjalista od modelowania zachowania materiałów ziarnistych.
      Materiały ziarniste to piękny przykład złożonego systemu, w którym proste interakcje na poziomie poszczególnych ziaren mogą przekładać się na złożone zmiany strukturalne całości, mówi Andrade. Naukowcy prowadzili symulacje komputerowe oraz wytwarzali za pomocą drukarek 3D obiecujące struktury i testowali je w laboratorium.
      Podczas testów materiały albo ściskano w komorach próżniowych albo zrzucano na nie ciężary. W jednym przypadku taka „kolczuga” utrzymała masę 50-krotnie większą od własnej masy. Testy wykazały, że strukturami o największych zmianach właściwości mechanicznych pomiędzy stanem elastycznym a sztywnym, były struktury o największej średniej liczbie punktów stycznych pomiędzy tworzącymi je elementami.
      Tego typu tkaniny mają największy potencjał. Mogą być lekkie, miękkie i wygodne w użyciu, a pod wpływem przyłożonej siły stają się sztywną strukturą, która może wspierać i chronić właściciela, wyjaśnia Yifan Wang, jeden z autorów badań.
      Jak już wspomnieliśmy, taki materiał może posłużyć również do budowy mostów. Jak więc spowodować, by coś, co zostało przywiezione w rolce utrzymało ludzi czy pojazdy? Profesor Daraio mówi, że przez taki materiał można np. przeciągnąć liny, za pomocą których materiał zostanie ściśnięty i usztywniony. Te liny będą działały tak, jak troczki, za pomocą których ściągamy np. kaptur, wyjaśnia.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dla uczczenia obchodów 50. rocznicy odbudowy Zamku Królewskiego w Warszawie Łukasz Rojewski wyhodował niezwykłą różę - Królową Warszawy. Od 10 do 13 czerwca można ją zobaczyć na Królewskiej Wystawie Kwiatów "Muzeum w zgodzie z naturą". Później będzie cieszyć oczy w zamkowych ogrodach.
      Magnoliowa piękność
      Kwiat zostanie uroczyście "ochrzczony" 12 czerwca o godz. 12 w Ogrodach Zamku Królewskiego w Warszawie. Gośćmi specjalnymi wydarzenia mają być śpiewaczka operowa Małgorzata Walewska, a także Mireille Steil - szefowa Luksemburskiego Towarzystwa Miłośników Róż (Association des amis de la rose - Luxembourg) oraz wiceprzewodnicząca (Vice-President Europe) Światowej Federacji Towarzystw Różanych.
      "Królowa Warszawy" to odmiana mrozoodporna. Jest różą rabatową, ale doskonale nadaje się także do kompozycji kwiatowych. Od dołu płatki mają [...] kolor magnoliowy, a gdy róża jest już dojrzała, w pełnym otwarciu, to zmienia kolor na perłowy - opowiada jej hodowca.
      Hodowla "Królowej Warszawy" trwała 10 lat. Nie wzeszła w pierwszym roku, ale dopiero dwa lata po wysianiu. Ale opłacało się czekać - podkreśla Rojewski.
      Królewska Wystawa Kwiatów "Muzeum w zgodzie z naturą"
      Ekspozycja jest prezentowana w Arkadach Kubickiego oraz w przestrzeni Ogrodów Dolnych Zamku Królewskiego. Jak zaznaczono na witrynie Zamku, Królewska Wystawa Kwiatów łączy fascynację przyrodą i światem sztuki, a jednocześnie zwraca uwagę na ważkie kwestie, takie jak aktualne wyzwania związane ze zmianami klimatu czy wpływ dobrostanu natury na jakość naszego życia. Tematy przewodnie ekspozycji – róża i bioróżnorodność – miały posłużyć za impuls dla artystycznej wyobraźni architektów krajobrazu, ogrodników i florystów [...].
      Wystawa jest podzielona na 9 stref tematycznych: 1) moc bioróżnorodności (jest to naturalistyczna aranżacja, która ukazuje piękno i wartość łąk oraz dzikich zbiorowisk), 2) siła ziół (aranżacja inspirowana klasztornym wirydarzem i zdobywaną od wieków wiedzą we współczesnym wymiarze), 3) róż-norodność (bogaty i różnorodny świat róż), 4) cztery pory roku w Ogrodach (rzeźbiarska i florystyczna symbolika pór roku), 5) Królowa Warszawy, 6) florystyczne arcydzieła, 7) muzeum natury (żywe obrazy kwiatowe inspirowane malarstwem), 8) zielona strona miasta, 9) Ogrody Zamku Królewskiego w Warszawie (nowe aranżacje, rzeźby, instalacje florystyczne "Żywioły Natury").
      Jak podkreśliła na środowej konferencji kuratorka wystawy inż. Monika Drąg, Królowa Warszawy dołącza do królewskiej kolekcji roślin - do tulipana nazwanego w 2019 r. Sercem Warszawy. Wystawa Kwiatów była montowana 144 godziny, czyli siedem pełnych dni. Zajmuje 128 metrów długości i ponad 548 m2. Nad aranżacją wystawy pracowało ponad 250 osób każdego dnia. Byli to m.in. architekci krajobrazu, ogrodnicy, floryści. Wystawę tworzy 9 tysięcy różnych odmian roślin i niemal 2 tysiące kwiatów ciętych. Najwyższa roślina ma wysokość 4,5 metra a najniższa 2 centymetry – dodała.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Rozpoczynając atak na bakterie, bakteriofagi nakłuwają je za pomocą kurczliwego białka. Ponieważ jest ono mikroskopijne, długo nie wiedziano, jak działa i jest zbudowane. Teraz odkryto, że na jego czubku tkwi pojedynczy atom żelaza, utrzymywany w miejscu przez 6 aminokwasów.
      Biofizyk Petr Leiman z Politechniki Federalnej w Lozannie podkreśla, że sporo wiadomo o namnażaniu bakteriofagów, ale już nie o początkowych etapach zakażania ofiar. Stąd pomysł na eksperymenty z dwoma bakteriofagami P2 i Φ92, które atakują pałeczki okrężnicy (Escherichia coli) oraz bakterie z rodzaju Salmonella.
      Naukowcy odnaleźli w przeszłości gen odpowiedzialny za tworzenie białkowego "szpikulca" P2, teraz udało się to w odniesieniu do Φ92. W kolejnym etapie badań Szwajcarzy wyprodukowali oba białka i przekształcili je w kryształy. Dzięki temu do określenia budowy protein mogli się posłużyć krystalografią rentgenowską (promienie rentgenowskie ulegają dyfrakcji na kryształach, a wiązki ugięte rejestruje się za pomocą liczników, ewentualnie błony fotograficznej).
      Mimo że uważano, że krystalografia rozwieje wszelkie wątpliwości związane ze strukturą kurczliwego białka wirusów, tak się jednak nie stało. Podczas prób zrekonstruowania "szpikulca" na podstawie dyfraktogramu okazało się, że brakuje najważniejszego elementu - czubka. Akademicy zmodyfikowali więc gen bakteriofagów w taki sposób, by produkowana była tylko część białka stanowiąca czubek. Po kolejnej krystalografii rentgenowskiej określono wreszcie, jak wygląda i pod mikroskopem elektronowym wykonano zdjęcie dokumentujące przebieg nakłuwania błony zewnętrznej bakterii Gram-ujemnych.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Płomykówki zwyczajne (Tyto alba) polują niemal bezszelestnie. Udaje im się to, bo lecą bardzo wolno, przez co ograniczają liczbę machnięć skrzydłami. Wolny lot to zasługa specjalnej budowy i kształtu skrzydeł.
      Dr Thomas Bachmann z Uniwersytetu Technicznego w Darmstadt zbadał upierzenie tych sów oraz wykonał obrazowanie 3D ich kośćca. Wyniki swoich badań przedstawił na dorocznej konferencji Stowarzyszenia Biologii Integracyjnej i Porównawczej w Charleston.
      Płomykówki polują przeważnie w ciemności, dlatego polegają na informacjach akustycznych. Muszą latać cicho, by słyszeć przemieszczające się nornice i nie zaalarmować ofiary, że znajdują się gdzieś w pobliżu.
      Jedną z najważniejszych cech skrzydeł T. alba jest duża krzywizna. Zapewnia ona lepszą nośność. Przepływ powietrza nad górną powierzchnią skrzydła ulega przyspieszeniu, przez co spada ciśnienie. Skrzydło jest zasysane w górę, w kierunku niższego ciśnienia.
      Za sprawą delikatnej powierzchni zredukowaniu ulega hałas związany z tarciem pióra o pióro. Poza tym całe ciało sowy jest pokryte grubą warstwą piór. Płomykówka ma ich o wiele więcej niż ptak podobnej wielkości. Gęsto rozmieszczone pióra działają jak panele akustyczne, które pochłaniają wszystkie niechciane dźwięki.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Do czego przydaje się skórka sera pleśniowego, poza dostarczaniem niezapomnianych wrażeń smakowych oraz utrzymywaniem gomułki w całości i poza zasięgiem niepożądanych mikroorganizmów? Okazuje się, że może być inspiracją dla projektantów nowych materiałów, w tym przypadku podlegającego samooczyszczaniu (Proceedings of the National Academy of Sciences).
      Zespół pracujący pod kierownictwem Wendelina Starka z Politechniki Federalnej w Zurychu postanowił stworzyć materiał naśladujący skórkę sera camembert. W tym celu zbudowano coś na kształt biokanapki. Najpierw Szwajcarzy uzyskali dwuwymiarową warstwę polimeru, którą zaszczepili grzybami Penicillium roqueforti (stosuje się je jako kultury starterowe przy produkcji miękkich serów z przerostami niebieskiej pleśni). Później całość zamknięto w dwóch warstwach porowatego plastiku, który utrzymywał grzyby w środku, ale był jednocześnie przepuszczalny dla cieczy, w tym wypadku składników odżywczych, i gazów. Podczas testów materiał skrapiano roztworem cukru. W ciągu 2 tygodni grzyby całkowicie zjadały cukier, a po zmetabolizowaniu go przechodziły w stan spoczynku. By poza okresami obfitości pożywienia, które można inaczej opisać jako czas realizacji funkcji oczyszczających, P. roqueforti utrzymały się przy życiu, należy utrzymywać odpowiednią wilgotność otoczenia.
      Szwajcarzy snują wielkie plany na przyszłość. Zastanawiają się nad zastosowaniem pokryć "biokanapkowych" w ścianach drapaczy chmur. Zastępując grzyby P. roqueforti glonami, można by przetwarzać dwutlenek węgla na tlen. Poza tym warto by pomyśleć o opakowaniach zapobiegających skażeniu i zepsuciu żywności/napojów czy nowych powierzchniach antybakteryjnych.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...