Գիտնականները բացահայտել են տիկնիկի ծալովի թեւերի գաղտնիքը

2024 Հեղինակ: Seth Attwood | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-16 16:07

Տոկիոյի համալսարանի գիտնականները կարողացել են բացահայտել լեդիների ծալովի հետևի թևերի գաղտնիքը՝ պարզելով, որ ոչ միայն արդեն լավ ուսումնասիրված «հիդրավլիկ շարժիչը»՝ անոթների ցանցով, այլև որովայնի հետ կապված էլիտրան։ անմիջականորեն ներգրավված այս գործընթացում:

Հետազոտողների աշխատանքը հրապարակված է Proceedings of the National Academy of Sciences ամսագրում և ամփոփված է Phys.org կայքում:

Ladybugs-ը կարողանում է իրենց ոտքերի վրա քայլելիս թևերը կոմպակտ ծալել կոշտ էլիտրայի տակ՝ պաշտպանելու դրանք վնասից: Եթե անհրաժեշտ է օդ բարձրանալ, հետևի թևավոր թևերը բացվում են միջինը 0,1 վայրկյանում: Այս մեխանիզմը լավ հասկանալի է, քանի որ ladybugs բարձրացնում են elytra նախքան իրենց թեւերը տարածելը:

Էլիտրայի տակ գտնվող բզեզների թաղանթապատ հետևի թևերը ծալված են օրիգամիի նման և թափանցում են հեղուկով լցված անոթների ցանցով։ Թռիչքից առաջ լեդիբուգը բարձրացնում է էլիտրան և լարում կրծքավանդակի երրորդ հատվածի մկանները՝ բարձրացնելով հեղուկի ճնշումը թռչող թևերի անոթներում։ Արդյունքում անոթների առաձգականությունը մեծանում է, իսկ թեւը լայնանում է։

Գիտնականներին չի հաջողվել մանրամասնորեն տեսնել թեւը ծալելու գործընթացը։ Բանն այն է, որ վայրէջքից հետո լեդիբուգը ծալում է էլիտրան և միայն դրանից հետո է սկսում հետ քաշել հետևի թեւերը՝ ակտիվորեն օգնելով իրեն որովայնի հետ կապված։ Միջին հաշվով, բզեզներին տևում է մոտ երկու վայրկյան՝ իրենց թռչող թեւերը ծալելու համար։

Թևերի ծալումն ուսումնասիրելու համար գիտնականներն օգտագործել են յոթ բծավոր տիկնիկ (Coccinella septempunctata): Նա հեռացրեց իր աջ կոշտ էլիտրայի մի մասը: Ջնջված տարածքն այնուհետև օգտագործվել է որպես գործիք՝ թափանցիկ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներով բուժվող ակրիլային խեժի պատճենը ստեղծելու համար: Այնուհետև elytra-ի ակրիլային պատճենը կպցվեց ladybug elytra-ի մնացորդի վրա:

Հետազոտողները բզեզի արագ հետազոտություն են իրականացրել, ինչպես նաև մանրադիտակի տակ ուսումնասիրել են էլիտայի հեռավոր հատվածը: Պարզվել է, որ էլիտրոնի ներքին կողմն ունի թռչող թևի անոթների օրինաչափությանը համապատասխան ռելիեֆ։ Բացի այդ, էլիտրոնի ներքին կողմում կա մի տեսակ «Velcro»՝ ծալված թեւը պահող ամենափոքր խոզանակներով ծածկված հատվածներ:

Նմանատիպ «Velcro»-ները գտնվում են որովայնի վերին մասում: Պարզվել է, որ վայրէջքից հետո բուսիկը ծալում է էլիտրան, իսկ հետո սկսում է ձգել ու ուղղել որովայնը։ Այս պահին անոթներում ճնշումը նվազում է։ Որովայնի առաջին ձգման ժամանակ անոթները տեղավորվում են էլիտրոնի ներքին կողմի համապատասխան խորշերի մեջ։

Որովայնի թուլացումից հետո այն սահում է հետևի թեւերի ներքևի մասով։ Հետո տիկնիկը նորից լարում է որովայնը, որը, ձգվելով, վերցնում է թեւերը և խցկում էլիտրայի տակ։ Այս դեպքում անոթների միջև եղած թափանցիկ թաղանթները թևը ծալելիս գործում են որպես ուղեցույց։

Ինչպես նշում են գիտնականները, ի տարբերություն բուն օրիգամիի, տիկնիկի թեւերը սուր անկյուններով չեն ծալվում, այլ ավելի շուտ ոլորվում են: Դրա շնորհիվ, ամենայն հավանականությամբ, կպահպանվի նրանց մեխանիկական ուժը: Բացի այդ, ոլորումը թույլ է տալիս խուսափել անոթների ծռվելուց և դեֆորմացիայի պատճառով դրանց համընկնումից:

Այսպիսով, կծկվելով և թուլացնելով որովայնը, տիկնիկը հասնում է ետևի թեւերի ամբողջական ծալման էլիտրայի տակ: Հետազոտողները կարծում են, որ ծալված առաձգական թեւերը սկսում են գործել որպես մի տեսակ սեղմված զսպանակներ: Երբ էլիտրաները բարձրանում են, նրանց ներքին մասը դադարում է կառչել հետևի թեւերից և նրանք, ինչպես զսպանակը, սկսում են ուղղվել։ Այնուհետև տարածման գործընթացը վերցվում է «հիդրավլիկով»:

Ճապոնացի գիտնականները կարծում են, որ լեդիբիթների և որոշ այլ բզեզների թևերի բացման և ծալման մեխանիզմների ուսումնասիրությունը լավագույն տեխնիկական լուծումները կգտնի տարբեր սարքավորումների համար ծալովի մեխանիզմներ ստեղծելու համար՝ արևային մարտկոցներից և արբանյակային ալեհավաքներից մինչև տախտակամած ինքնաթիռների թևեր:

Ներկայումս թևը ծալելու և բացելու մեխանիզմներ չկան, ինչպես բզեզներում: Տախտակամած ինքնաթիռի վրա օգտագործվող մեխանիզմները հիդրավլիկ շարժիչների և կողպեքների մի շարք են: Փոխադրիչի վրա հիմնված ինքնաթիռի թևն իր արմատից որոշ հեռավորության վրա ունի ծալքավոր հանգույց:

Հատուկ պոմպերը, որոնք ճնշում են հիդրավլիկ համակարգում, ստիպում են մեխանիզմի շարժիչը բացել կամ ծալել թևը: Ծայրահեղ դիրքերում թեւը ամրացված է: Ծալովի թեւը օգտագործվում է տախտակամած օդանավերի վրա՝ տարածք խնայելու համար, որպեսզի դրանք ավելի կոմպակտ տեղադրվեն անգարներում կամ տախտակամածի կայանատեղերում:

Այս տարվա փետրվարի սկզբին ՆԱՍԱ-ի և Բրիգամ Յանգի համալսարանի հետազոտողները ներկայացրել են ծալովի ռադիատորի դիզայն՝ փոքր արհեստական երկրային արբանյակների սառեցման համար: Այս ռադիատորը ծալվում և բացվում է օրիգամիի նման: Սարքը կվերահսկի ջերմության փոխանցման մակարդակը՝ կարգավորելով ծալքերի խորությունը. որքան այն բարձր լինի, այնքան ավելի շատ ջերմություն կկլանի սարքը։