Uçarken su tutma konusunda esrarengiz bir yeteneğe sahip bir kuşun aşırı yakından çekilmiş tüyleri, yeni nesil emici malzemelere ilham verebilir.
Yüksek çözünürlüklü mikroskoplar ve 3D teknolojisi ile araştırmacılar, Johns Hopkins Üniversitesi ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü, çölde yaşayan kum tavuğu tüylerinin benzeri görülmemiş bir görüntüsünü yakalayarak, tüylerin benzersiz mimarisini sergiledi ve ilk kez nasıl bu kadar çok su tutabildiklerini ortaya çıkardı.
Johns Hopkins’ten ortak yazar Jochen Mueller, “Doğanın suyu almak ve tutmak için mükemmel derecede verimli yapılar yaratmayı nasıl başardığını görmek büyüleyici,” dedi. “Mühendislik açısından bakıldığında, bulguların biyo-ilham alan yeni kreasyonlara yol açabileceğini düşünüyoruz.”
bu ABD Ulusal Bilim Vakfı-desteklenen çalışma yayınlandı Royal Society Arayüzü.
Mueller ve MIT mühendisi Lorna Gibson, bulgularının, kontrollü absorpsiyon, güvenli tutma ve sıvıların kolay salınmasını gerektiren gelecekteki mühendislik tasarımlarının temelini oluşturacağını umuyor. Olası uygulamalar arasında çöl bölgelerinde sis ve çiyden su toplamak ve tutmak için ağ tasarımı ve can sıkıcı sallanma ve çalkalamayı önlemek için tasarlanmış bir su şişesi yer alır.
Afrika çöllerinde bulunan kum tavuğu, avcılardan korunmak için genellikle sulama deliklerinden yaklaşık 20 mil uzakta yuva yapar. Susamış civcivlere suyu eve götürmek için, yetişkin erkekler doğanın su toplama ve onunla eve uçma konusundaki en iyi örneklerinden birini gerçekleştirir.
Kum tavuğunun vücut ağırlığının yaklaşık %15’ini suda tuttuğu ve eve yaklaşık yarım saat süren yaklaşık 40 mil/saat hızla yaptığı bir uçuş sırasında çoğunu güvende tuttuğu düşünüldüğünde, bu başarı daha da sıra dışı hale geliyor. Erkek kum tavuğu, bu şekilde su tuttukları bilinen tek kuşlardır – özel olarak uyarlanmış karın tüyleri anahtardır.
Araştırmacılar bu olağanüstü göbek tüylerini ilk kez 50 yıldan uzun bir süre önce belgelediler. Ancak burada, modern teknolojiyle ekip sonunda tüylerin nasıl çalıştığını gösterdi.
Mueller ve Gibson, taramalı elektron mikroskobu, mikrobilgisayarlı tomografi, ışık mikroskobu ve 3D videografi kullanarak göbek tüylerinin mikro yapısına odaklandı, her biri bir insan saçı genişliğinin sadece bir kısmı olan şaftlara ve daha küçük bireysel tüycüklere yakından baktı.
Bilim adamları tüyleri hem kuru hem de ıslak gözlemleyerek büyüttüler. Sonra, çok önemli olduğu kadar hassas bir hareketle, kuru tüyler suya daldırıldı, dışarı çekildi ve tıpkı bir kum tavuğunun su birikintisindeki gibi yeniden suya daldırıldı.
Mueller, bireysel tüy yapısını “muhteşem” olarak tanımladı; bileşenleri, bükülme şekilleri, ıslandıklarında nasıl koruyucu çadır benzeri kümeler oluşturdukları ve her bir tüycükteki boru şeklindeki yapıların suyu nasıl tuttukları da dahil olmak üzere suyu tutmak ve tutmak için çeşitli şekillerde optimize edildi.
Tek tek tüyler, şaftın yanındaki bir dikenli orman boyunca suyu tuttu ve neredeyse kapak gibi davranan ucun yanındaki kıvrık dikenlerle birlikte çalıştı. Ekip ayrıca tüylerin su alımını hesaplamalı olarak modelledi.