Синтетичните патешки пера могат да помогнат на корабите да се плъзгат във водата

Старата поговорка „като вода от гърба на патица“ е добре спечелена – водолюбивите птици имат специализирани пера, които ги предпазват от прекалено намокряне. Сега инженерите от Virginia Tech са изследвали физиката, която стои зад начина, по който работят, и са разработили синтетични пера, които могат да помогнат на корабите да се плъзгат по-лесно във водата.

Патешките пера получават своите водоотблъскващи способности от няколко функции, работещи в тандем. От една страна, патиците редовно ще разпространяват масло от специална жлеза върху външните си пера, което кара водата да се образува на капчици и да се търкаля веднага. Но микромащабната структура на перата също играе ключова роля, улавяйки въздух, който държи водата далеч от кожата на птицата.

Изследователите от Вирджиния Тех първо изследват какво се случва, когато се сложат множество слоеве от тези пера. Те отчасти запечатваха поредица от пера и ги трупаха едно върху друго, така че незапечатаните секции да се нареждат. Това се поставя в барокамера, след това вода се излива върху горното перо и се подава въздух, за да се изкара водата през перата.

Екипът сравнява истински и синтетични патешки пера в лабораторията и установява, че и двете се представят добре при отблъскване на вода

Вирджиния Тех

Екипът установи, че разбираемо, колкото повече слоеве от пера има, толкова по-голям натиск е необходим, за да се прокара водата през всички тях. И със сигурност, изглежда, че различните видове патици ще имат склонността да разполагат с точното количество пера, за да ги поддържат сухи въз основа на това колко дълбоко обикновено се гмуркат.

„Нашата хипотеза беше да използваме няколко слоя пера, така че водата да идва само частично, но под това има въздушни джобове“, казва Джонатан Борейко, кореспондент на изследването. „Докато тези въздушни джобове са налице, това предотвратява нещо, наречено необратимо навлажняване. Докато омокрянето е само частично, те могат да го изтръскат, когато изплуват. “

Въз основа на наученото от природата, изследователите след това се заеха да проектират свои собствени синтетични водоустойчиви пера. Те започнаха с тънък лист алуминиево фолио, след това лазерно изрязаха поредица от прорези с широчина само една десета от милиметъра в него, след което в него издълбаха наноструктура, която приличаше на малки косми. Резултатът е висока повърхност, която по-лесно улавя въздушните джобове.

Изследователят Джонатан Борейко държи секция от синтетичен материал от пера
Изследователят Джонатан Борейко държи секция от синтетичен материал от пера

Вирджиния Тех

Когато проведоха тестовете отново, изследователите установиха, че техните синтетични версии работят точно толкова добре, колкото и естественото им вдъхновение. Екипът казва, че тази техника в крайна сметка може да намери приложение при изработването на синтетични пера за кораби, за да помогне за намаляване на плъзгането и спиране на прилепването на ребрата.

„Ако мислим за кораб, който се движи над водата като за инженерна птица, в момента той плува гол“, казва Борейко. „Чудим се дали облеклото на кораба с пера може да придаде същите подобрения, от които водните птици се възползват.“

Изследването е публикувано в списанието ACS Приложни материали и интерфейси.

Източник: Вирджиния Тех

.

Публикациите се превеждат автоматично с google translate