Delfin pokaże, jak lepiej pływać... i latać
Zaledwie przedwczoraj pisaliśmy o badaniach nad cechami ułatwiającymi niektórym zwierzętom latanie. Dziś dowiadujemy się o nowych odkryciach, które pozwolą ludziom, dzięki naśladowaniu mieszkańców mórz, wytwarzać doskonalsze śruby okrętowe oraz skrzydła i wirniki.
Celem prac zespołu, prowadzonego przez dr. Franka Fisha z West Chester University, jest realizacja koncepcji tzw. biomimikry, czyli naśladowania przez konstruktorów i inżynierów rozwiązań stosowanych przez organizmy żywe. Jednym z sukcesów Amerykanów jest ustalenie roli pofałdowanej powierzchni krawędzi płetw waleni. Okazuje się, że wykorzystanie tego pomysłu przy budowie śmigieł dla turbin wiatrowych może znacznie zwiększyć ich wydajność, a także zmniejszyć hałas powstający podczas ich działania.
Jak tłumaczy amerykański badacz, zastosowanie nowego kształtu krawędzi natarcia jest zaprzeczeniem uznanych powszechnie koncepcji: Inżynierowie próbowali dotychczas zapewnić stabilny przepływ [powietrza] na sztywnych i prostych w budowie powierzchniach, takich jak skrzydła. Dzięki biomimikrze nauczyliśmy się, że niejednostajny przepływ oraz skomplikowane kształy mogą zwiększyć siłę nośną, zmniejszyć opór oraz opóźnić wystąpienie tzw. przeciągnięcia, czyli nagłego spadku siły nośnej, przekraczając znacznie możliwości istniejących systemów opracowanych przez inżynierów. Jak tłumaczy dr Fish, w przyszłości możliwe będzie zastosowanie podobnych odkryć przy budowie elementów takich jak np. wirniki helikopterów.
Głównym obiektem badań specjalistów z West Chester University jest powstawanie zawirowań wody w okolicy krawędzi natarcia płetwy. Zdaniem naukowca, nawet niewielkie zmiany, takie jak wybrzuszenia na obrzeżu płetw humbaka, mogą powodować powstawanie zawirowań o ściśle określonych parametrach. Dzięki temu dochodzi do wytworzenia znacznie większej siły nośnej płetwy, a także do poprawy zdolności do manewrowania. Jednocześnie możliwe jest znaczne ograniczenie zjawiska przeciągnięcia, które znacznie pogarszałoby zdolności pływackie wieloryba. Niemal identyczne właściwości wykazują ciała delfinów, które potrafią dodatkowo, dzięki zmianie kształtu i ustawienia płetw, regulować właściwości powstających zawirowań osobno podczas ruchu płetwy do przodu i do tyłu.
Więcej informacji o swoich odkryciach dr Fish zaprezentuje podczas spotkania Towarzystwa Biologii Eksperymentalnej w Marsylii.
Komentarze (30)
Gość fakir, 10 lipca 2008, 08:56
Zawsze gdy czytam tego rodzaju stwierdzenia utwierdzam się w przekonaniu, że należy podchodzić ostrożnie do "uznanych powszechnie koncepcji".
waldi888231200, 10 lipca 2008, 13:45
Jak PM wpływa na zawód: Fish zajmuje się rybami. 8)
mikroos, 10 lipca 2008, 13:49
A od kiedy delfin i wieloryb są rybami? ;D
ROTFL!
azzzzz, 10 lipca 2008, 14:00
waldi popisales sie wiedza 8)
waldi888231200, 10 lipca 2008, 14:20
Ok. Tylko że gość akurat studiuje płetwy. ;D
mikroos, 10 lipca 2008, 14:26
Nie lepiej by było po prostu przyznać się do błędu, jak na dorosłego faceta przystało? Strzeliłeś takiego babola, że płakać się chce. Wyraźnie było napisane, jakie organizmy badał.
waldi888231200, 10 lipca 2008, 14:35
Jak PM wpływa na zawód: Fish zajmuje się zwierzętami pływającymi przyglądając się ich płetwom.
Ciekawe czy jak ktoś się nazywa siebie np: mikro-os - zajmuje się oglądaniem os pod mikro-skopem?? : albo czy Kowal-ski jeździ na nartach .
inhet, 10 lipca 2008, 17:02
Inżynierowie po prostu musieli rezygnować z bardziej szczegółowych dociekań - ich zadaniem było bazowanie na wiedzy aktualnej, nie przyszłej.
mikroos, 10 lipca 2008, 21:33
Gość fakir, 11 lipca 2008, 00:27
Inżynierowie w odróżnieniu od naukowców robią i robili zawsze dziwne rzeczy bazując na wiedzy przyszłej. Budowali na przykład piękne katedry gotyckie nie mająć żadnej wiedzy na temat statyki budowli, wytrzymałości, obliczeń wytrzymałościowych i tak dalej. Tym różnią się właśnie od naukowców, że robią rzeczy opierajc się na wiedzy przyszłej.
mikroos, 11 lipca 2008, 14:16
Problem w tym, że inżynierom czasem wychodzą potem takie kwiatki, jak słynny most Tacoma Narrows: http://www.theharrowgroup.com/articles/20020513/TacomaBridge.gif . Kluczem jest zawsze współpraca.
Gość fakir, 11 lipca 2008, 22:02
A błędy inzynierskie! Chyba nie muszę podawać przykładow błędów naukowych?
mikroos, 11 lipca 2008, 22:09
Nie musisz. W pełni się zgadzam z tym, że kooperacja jest potrzebna. Szkoda tylko, że w naszym kraju jest tak bardzo utrudniona (ba, odważę się nawet powiedzieć, że bywa świadomie blokowana!).
Gość fakir, 11 lipca 2008, 22:20
Chyba nie jestes wyznawcą teorii spiskowej. Kto i dlaczego miałby to blokować i jaką z tego miałby korzyść? Czytałem, że my Polacy mamy taki unikatowy charakter, że nie potrafimy wspóldziałać. Mamy podobno najniższą na świecie ilość spółek niejednoosobowych.
mikroos, 11 lipca 2008, 22:47
Znam co najmniej kilka przykładów sytuacji, w których blokowano połączenia między uniwersytetami i akademiami rolniczymi. Owszem, celem samym w sobie nie było utrudnienie kontaktów pomiędzy naukowcami, a osobiste ambicje, ale fakt jest faktem, że odpowiedzialne za to osoby musiały mieć pełną świadomość, że przepływ wiedzy zostanie w ten sposób utrudniony. Bardzo często współpraca pomiędzy wydziałami także nie jest zbyt łatwa.
Gość fakir, 11 lipca 2008, 23:21
To niestety prawda. Sam się z tym borykam. A najgorsze jest to, że wszyscy na tym tracimy. Także ci co to robią podobnie jak Ci których to spotyka. Walczmy z tym!
8)
Jarek Duda, 13 lipca 2008, 09:01
Wracając do delfinów - trzeba pamiętać że ewolucja miała również do dyspozycji materiał budujący powłokę - pewnie pomocne jest np. odpowiednie rozłożenie tłumienia wysokich częstotliwości przez skórę, co może zmniejszać niekorzystne turbulencje...
... plus odpowiednie ruchy mięśni pod skórą
inhet, 13 lipca 2008, 19:56
Mieliśmy tu niedawno taki artykulik "Skórka na skrzydła"
Jarek Duda, 13 lipca 2008, 22:44
Ale tam też było tylko o kształcie ... wydaje mi się że ważne są też parametry mechaniczne materiału, jak tłumienie/prędkość dźwięku ... może też np. dodatkowe drgania mięśni wysyłający podobny dźwięk ale w przeciwnej fazie...
Podczas pływania pewnie są tendencję do charakterystycznych turbulencji - ewolucja miała trochę czasu aby bardzo precyzyjnie porozmieszczać wszelkie sensowne parametry - żeby zminimalizować zbędne straty energii.
inhet, 15 lipca 2008, 21:08
Właśnie owe ruchy mięśni budzą moja wątpliwość. Wydają się być zanadto energochłonną inwestycją. Być może starczyłaby sama skóra z elastycznym podkładem. No i chociaż o właściwościach delfiniej skóry słyszałem to i owo, jeszcze nie trafiłem na informacje o roli mięśni w wygaszaniu turbulencji.
Jarek Duda, 16 lipca 2008, 08:48
Z tymi mięśniami to sobie tak strzeliłem ... ale jak się nad tym zastanowi, to chodzi przecież o tłumienie fali czyli odbieranie od niej energii. Mięśnie standardowo zamieniają ATP na ruch, tutaj przydałby się odwrotny (termodynamiczne) proces - zamiany mikroskopowych drgań na ATP. Do takiego działania 'w obie strony' używana jest np. ATPaza H+.
Rozumiem że dla mięśni to nie jest takie proste, ale jeśli możliwe to pewnie ewolucja na to wpadła...
Zresztą można to łatwo sprawdzić - wystarczyłoby poddać zewnętrzną tkankę mięśniowa (ryby?) dźwiękom i sprawdzić czy wzrasta poziom ATP...
inhet, 16 lipca 2008, 23:06
Hm, wprawianie mięśni w drgania widzi mi się niewskazane - na ogół wszelkie komórki źle to znoszą.
mikroos, 16 lipca 2008, 23:10
Każdy ruch mieśnia zwiększa jego zużycie. Ale czyż nie taka jest jego rola, żeby się poruszać? Być może jednak teza Jarka ma sens. Nie umiem wyrazić jednoznacznej odpowiedzi, ale moim zdaniem samo twierdzenie, że komórki się od tego zużywają, to mało przekonujący argument.
Jarek Duda, 17 lipca 2008, 00:18
Ta tkanka chcąc nie chcąc jest wprawiana w drgania. Pytanie co się dzieje z tym dźwiękiem - część jego energii jest transmitowana dalej, część jednak jest tłumiona - zamieniana na inną postać energii: chyba jedyne tutaj sensowne to chemiczna/termiczna.
Pytanie czy ewolucji udało się wykorzystać tą przemianę, może nawet ją sztucznie wzmocnić...
Reakcje chemiczne w skali mikro są zwykle odwracalne - np. miozyna powinna potrafić spowodować przejście ADP->ATP przy wymuszonym ruchu - np. absorbując energię z fali dźwiękowej. Gdyby jeszcze użyć wyspecjalizowanych białek podłączonych do cytoszkieletu...