]]>
]]>
  • Новости
  • Темы
    • Экономика
    • Здоровье
    • Авто
    • Наука и техника
    • Недвижимость
    • Туризм
    • Спорт
    • Кино
    • Музыка
    • Стиль
  • Спецпроекты
  • Телевидение
  • Знания
    • Энциклопедия
    • Библия
    • Коран
    • История
    • Книги
    • Наука
    • Детям
    • КМ школа
    • Школьный клуб
    • Рефераты
    • Праздники
    • Гороскопы
    • Рецепты
  • Сервисы
    • Погода
    • Курсы валют
    • ТВ-программа
    • Перевод единиц
    • Таблица Менделеева
    • Разница во времени
Ограничение по возрасту 12
KM.RU
Наука и техника
Главная → Наука и техника → Технологии
Версия для печати
  • Новости
  • В России
  • В мире
  • Экономика
  • Наука и техника
    • Наука
    • Технологии
    • История
    • Энциклопедия
    • Игры
  • Недвижимость
  • Авто
  • Туризм
  • Здоровье
  • Спорт
  • Музыка
  • Кино
  • Стиль
  • Телевидение
  • Спецпроекты
  • Книги
  • Telegram-канал

Бабочки вдохновили ученых на создание высокотехнологичных поверхностей

15:19 12.11.2012
, Александр Федоров
Фото с сайта researchnews.osu.edu
Фото с сайта researchnews.osu.edu

Взмах крыльев южноамериканской бабочки вдохновил ученых из Огайо на проведение исследований в области нанотехнологий

Исследователи по-новому взглянули на крылья бабочки и рисовые листья, они провели изучение их микроскопической структуры для создания нанотекстуры, способной улучшить многие материалы.

К примеру, исследователи смогли убрать до 85% грязи с пластмассовой поверхности с покрытием, которое по своей структуре было похоже на крылья бабочки, по сравнению с обычными 70%, которых можно достичь уборкой на плоской поверхности. В последнем выпуске журнала Soft Matter инженеры из Университета штата Огайо сообщают, что такая текстура улучшает течение жидкости и препятствует загрязнению поверхности. Эти характеристики можно воплотить в новых высокотехнологичных поверхностях для самолетов и кораблей, трубопроводов и медицинского оборудования.

«Природа создала много поверхностей, которые являются самоочищающимися или уменьшают лобовое сопротивление, – говорит Бхарат Бхушан, ученый и профессор в области инженерной механики в Университете Огайо. – Уменьшение лобового сопротивления необходимо в промышленности – независимо от того, пытаетесь ли вы переправить несколько капель крови по наноканалу или миллионы галлонов сырой нефти по трубопроводу. А самоочищающиеся поверхности были бы полезны для медицинского оборудования – в катетерах или любом другом оборудовании, где могут жить бактерии».

Бхушан и докторант Грегори Бикслер использовали электронный микроскоп и оптический профилометр для изучения гигантской синей бабочки морфо (Morpho didius), а также листьев рисового злака Oriza sativa. Они отлили пластмассовые копии обеих микроскопических структур и сравнили их способность к отталкиванию грязи и воды с точными копиями рыбьей чешуи, акульей шкуры и обычной плоской поверхностью.

Голубая морфо, которая встречается в Центральной и Южной Америке, – это широко известная бабочка, которую ценят за сверкающий синий цвет и переливчатость. Помимо красоты она обладает способностью отталкивать грязь и воду при взмахе крыльев. «Для бабочки, живущей в природных условиях, сохранение чистоты – это первоочередная задача, – объясняет Бхушан. – Их крылья настолько тонкие, что оседание грязи или влаги делает их слишком тяжелыми, и бабочка не может взлететь. К тому же самки и самцы различают друг друга по цвету и узору на крыльях, и каждая разновидность уникальна. Таким образом, они должны сохранять крылья яркими и заметными, чтобы размножаться».

Электронный микроскоп показал, что крылья синей морфо не такие гладкие, как кажется, когда смотришь невооруженным глазом. Структура их поверхности напоминает крышу с рядами расположенной внахлест черепичной плитки, которые расходятся от тела бабочки в стороны так, чтобы вода и грязь скатывались с крыльев «как вода с крыши», говорит Бхушан.

Рисовые листья обнаружили под микроскопом еще более фантастический пейзаж – ряды желобков размером с микрометр (миллионная часть метра), каждый из которых покрыт еще меньшими выпуклостями размером с миллимикрон (миллиардная часть метра). Все они находятся под таким углом, чтобы капли дождя стекали вниз к стеблю и далее – к корню растения. На листе также есть скользкое восковое покрытие, которое помогает капелькам воды стекать вниз.

Исследователи хотели сравнить характеристики крыльев бабочки и рисовых листьев с другими поверхностями, которые они изучили, – такими как акулья шкура, которая покрыта скользкими микроскопическими углублениями, благодаря которым вода мягко обтекает акулу. Они также проверили рыбью чешую и нетекстурированные плоские поверхности.

После изучения всех структур исследователи сделали формы из силикона и отлили их пластмассовые копии. Чтобы сымитировать восковое покрытие на листьях риса и скользкое покрытие на акульей шкуре, которая в природе является слизистой, они покрыли все поверхности специальным веществом, состоящим из наночастиц. В ходе одного из тестов они поместили рядом пластмассовые трубы различных текстур с покрытием и пустили по ним воду. Давление воды в трубе в ходе эксперимента характеризовало поток жидкости. В трубе размером с коктейльную соломку тонкий слой акульей шкуры, покрытый наночастицами, уменьшил гидравлическое давление на 29% по сравнению с поверхностью без покрытия. Рисовый листок с покрытием показал второй результат с 26%, а крыло бабочки оказалось третьим приблизительно с 15%.

Затем они посыпали поверхности карбидокремниевым порошком (распространенный промышленный порошок, напоминающий обычную грязь) и протестировали поверхность на легкость смывания порошка. Они держали образцы под углом 45 градусов и капали на них воду из шприца в течение двух минут так, чтобы по ним протекло приблизительно по две столовых ложки воды. Используя программное обеспечение, они посчитали число карбидокремниевых частиц на каждой поверхности до и после мытья. Шкура акулы оказалась самой чистой: с нее во время теста смылось 98% частиц. Затем идут рисовый лист с 95% и крыло бабочки приблизительно с 85-процентным показателем чистоты. Для сравнения: с плоской поверхности смылось только 70% частиц.

Бушан думает, что структура рисового листа могла бы особенно подойти для более эффективного протекания жидкости по трубам, таким как каналы в микроустройствах или нефтепроводы. Способность красивых крыльев синей морфо поддерживать бабочку в чистоте и сухости вдохновила ученых на мысль, что структура черепичной крыши могла бы подойти для медицинского оборудования, где она могла бы предотвратить рост бактерий.

Темы: Высокие технологии в мире, Наука и практика, Наука и технологии, Новые технологии, Технологии и решения
Расскажите об этом:
0

Подписаться на KM.RU в Telegram

Сообщить об ошибке на km.ru_new@mail.ru

Комментарии читателей Оставить комментарий

]]>
]]>
Выбор читателей
В Азербайджане задержали граждан России по подозрению в транзите наркотиков
Нетаньяху готовит новый Исход еврейского народа. На этот раз из Израиля
Сергей Черняховский: «За что мы не любим Америку – понятно и очевидно. Интереснее то, за что ее можно любить»
Больше, ещё больше – налогов, сборов и прочих поборов. Чиполлино отдыхает!
]]>
Агрегатор 24СМИ
]]>
Избранное
Fakel «Прощай, молодость!»
Мара спела о последнем бое Федора Емельяненко
Как выбрать шторы в спальню? Советы дизайнеров
Молдова: все только начинается?
Как России избавиться от разрушительного идеологического влияния Запада
«Ни Родины, ни флага, ни героев»: Гагарина свергли с пьедестала
На пороге большой войны: почему она неизбежна
Льняное масло для дерева: свойства, использование и применение
Алексей Круглов и Карина Кожевникова «Sketches»
«Ария» попрощалась с уникальным туром «Это Рок»
«Ария» спела о двух визитных карточках России на плывущем корабле
официальный сайт © ООО «КМ онлайн», 1999-2025 О проекте ·Все проекты ·Выходные данные ·Контакты ·Реклама
]]>
]]>
Сетевое издание KM.RU. Свидетельство о регистрации Эл № ФС 77 – 41842.
Мнения авторов опубликованных материалов могут не совпадать с позицией редакции.

Мультипортал KM.RU: актуальные новости, авторские материалы, блоги и комментарии, фото- и видеорепортажи, почта, энциклопедии, погода, доллар, евро, рефераты, телепрограмма, развлечения.

Карта сайта


Подписывайтесь на наш Telegram-канал и будьте в курсе последних событий.


Организации, запрещенные на территории Российской Федерации
Telegram Logo

Используя наш cайт, Вы даете согласие на обработку файлов cookie. Если Вы не хотите, чтобы Ваши данные обрабатывались, необходимо установить специальные настройки в браузере или покинуть сайт.