• Wednesday July 17,2019

Životinjska kosa mogla bi potaknuti tehnologije samo-čišćenja

Anonim

Gledajte leteću zemlju na kuhinjskom stolu, a prva stvar koju čini jest sama čišćenja, vrlo, vrlo pažljivo. Iako to ne možemo vidjeti, životinjska površina prekrivena je prašinom, peludom, pa čak i podmuklim novčićima koji bi se mogli ukopati u svoje tijelo ako se ne uklone.

Ostati čist može biti stvar života i smrti. Sve životinje, uključujući nas ljudska bića, uzimaju čišćenje jednako ozbiljno. Svake godine provodimo cijeli dan kupanja i još dva tjedna čišćenja naših kuća. Čišćenje može biti temeljno za život kao što je jedenje, disanje i parenje.

Ali na neki način, čišćenje je postalo malo pažnje.

U našem novom preglednom članku u časopisu Journal of Experimental Biology, raspravljamo o tome kako se čišćenje događa u prirodi i da li životinje zaista imaju načela za čišćenje. Pogledali smo slike mikroskopa kako bismo broje i veličine dlačica preko stotina životinja. Čitamo gotovo stotinu članaka o čišćenju u prirodi, pokušavajući staviti brojeve na postupak čišćenja.

Ekstrapoliranje načela važan je korak za znanost, a još je potrebno za inženjerstvo. Učenje boljih načina čišćenja neće nam samo omogućiti da razumijemo skromnu letjelicu, već i da izgradimo nove vrste uređaja koji duže ostaju čisti.

Kose pretjerano pojačava površinu tijela

Da biste shvatili kako se životinje čiste, najprije morate shvatiti kako se one prljave. Prljavština se akumulira na eksterijeru životinje baš kao posljedica živućeg života. Površina životinje nije tako lako shvatiti kao mjerenje dimenzija kartonske kutije. Većina životinja - od komaraca do slonova - su dlakave. Preko vanjske površine kože stvorenja, dlake pružaju dodatnu površinu na kojoj se mogu nakupiti prljavštine.

Otkrili smo da u prosjeku, kosa povećava prividna površina životinje za faktor od sto. Dakle, mačka ima površinu stolnog ponga. (To objašnjava zašto je tako teško dobiti kućne ljubimce čistim.) Činčila ima površinu SUV-a. I morski vidter ima površinu hokejskog klizališta.

Na glavi imamo oko 100.000 vlasi. Broj dlačica na drugim životinjama relativno je zapanjujuće. Leptir ima 100 milijardi dlaka, više od 10 puta veći od dabra. Pčela ima 3 milijuna vlasi, isti broj kao vjeverica.

Štoviše, na životinjama ima toliko vrsta dlaka kao i vrste frizura. Životinje imaju trichia, spines, macrotrichia, setae, ljuske, vlasi svih oblika i veličina. Jedna stvar je jasna: kosa povećava površinu tijela, pa čini problem čišćenja mnogo gori. Što biste radije očistili, linoleum ili sag?

Kosa kao aparata za čišćenje

Kako bi očistio svoje tijelo, gotovo svi insekti imaju dlakave noge, a svaka noga nalikuje prorezu pera. Promatrajući kako nogu djeluju u tijelu, otkriva jednu od iznenađujućih osobina kose. Koristili smo videokamere velike brzine kako bismo gledali voćnu mladoženjicu glave s rukama. Čestice pričvršćene na tjelesne dlake su katapultirane gotovo 1000 puta ubrzanjem gravitacije, daleko brže nego što mušica može pomaknuti udove. Hairs koji su u početku djelovali kao slijepe ulice za prašinu, sada djeluju kao trebucete, potaknute dlakavim rukama koje se kreću nad njima.

Učinkovito čišćenje nije jednostavno projektiranje dobre čiste jedinice, kao što je točak. Također je projektiranje površine koja je spremna olakšati njegu. I vrlo često ove površine u prirodi prkose maštu.

Utvrdili smo dva glavna načela čišćenja. Prva je neobnovljiva strategija čišćenja - ona koristi vlastite izvore energije životinja. Primjeri uključuju njegu, koja je slična usisavanju tepiha i zahtijeva energiju za pomicanje četke.

Drugi primjeri su tresući vlažnim psima: ne koristi se sredstvo za čišćenje, već umjesto vlastite inercije tijela. Vlažni pas vrti svoje tijelo velikom brzinom poput perilice u ciklusu centrifugiranja. Čestice i kapi se uklanjaju, troše energiju psa u procesu.

Alternativno, postoje obnovljive strategije čišćenja - one koje ne zahtijevaju energiju životinje, ali dolaze besplatno.

Jedan primjer je trepavica, rub kose koji okružuje oči. Kada krenemo naprijed, protok zraka koji stvara trepavice smanjuje akumulaciju čestica za faktor dva, u usporedbi s golim okom. Na taj način, jednostavno rastućim trepavicama, možemo treptati polovinom tako često, spremajući tu energiju za druge svrhe.

Drugi je primjer nanosmjerne jastučiće na krilima cvrčaka. Bakterije djeluju poput balona vode, eksplodirajući kada su u kontaktu. Konačno, kišne kapi mogu srušiti krzno s dlakavim životinjama, zajedno s njom povlačiti čestice i ostaviti je čistima poput lotosovog lišća.

Površina + Energija + Ponašanje = Čisto

Kako se životinje čiste su međusobno djelovanje između površine životinja, njegovog ponašanja i energije njezinog okoliša. Životinja dobiva čistu ako ima pravu vrstu površine. Ako imamo ovaj način razmišljanja, možda možemo dizajnirati i nove uređaje koji se besplatno čiste.

Razmotrite solarne ploče. Poput oka, oni moraju pustiti svjetlo. Solarni paneli gube godišnje 7% snage zbog nakupljanja prašine. Najsuvremenije tehnološko rješenje je stezaljka. Kada razmišljate o tome, računalna dob je davala svjetlosne godine ispred naših predaka u smislu komunikacije, ali naši načini čišćenja ostaju zaglavljeni u prošlosti.

Zamislite da su solarne ploče dizajnirane poput insekata. Tanke niti mogu se povremeno staviti da se suspendira prašina iznad ploče, ali ipak dopuštaju da svjetlost prodire. Čišćenje ploče bilo bi jednostavno zamrljati ga drugim četkom. Baš kao i insekti, ploča bi mogla biti čista bez upotrebe vode ili kemikalija. Slično tome, video kamere, oči robota mogu biti obrubljene trepavicama kako bi se smanjio taloženje. Izgradnja sintetičkih dlakavih sustava je predmet naše potpore Nacionalne zaklade za znanost, inženjerske insektičke oči.

Obično predviđamo buduće robote prekrivene glatkim sjajnim površinama, poput kromiranog automobila. Ali u prirodi glatke površine jedva su standard. Buduće stolne ploče mogu imati postove nano-veličine koji se protežu i ubijaju bakterije u kontaktu. Robotski rovers mogu biti prekrivene dlačicama koje osjećaju njihovo okruženje, obustave čestice i omogućuju jednostavno čišćenje. Doista, budućnost možda izgleda dlakavije.

Ovaj je članak izvorno objavljen na temu Razgovor. Pročitajte izvorni članak.


Zanimljivi Članci

NCBI ROFL: Kada je riječ o duljini penisa i ekonomskom rastu, veličina je važna.

NCBI ROFL: Kada je riječ o duljini penisa i ekonomskom rastu, veličina je važna.

Muški orgulje i gospodarski rast: veličina je važna? "Ovaj rad istražuje vezu između ekonomskog razvoja i duljine penisa između 1960. i 1985. godine. Procjenjuje se povećan model Solow koji koristi skup podataka iz zemlje Mankiw-Romer-Weil 121. Utvrđeno je da veličina muškog organa ima suprotan U oblik odnosa s razinom BDP-a 1985. godine.

Razlike u kulturi su važne (čak i unutar islama)

Razlike u kulturi su važne (čak i unutar islama)

Pratio sam događaje u arapskom svijetu samo s udaljenosti. Bilo je puno uzbuđenja na Twitteru i na Facebooku. Budući da nisam nesputan entuzijast za demokraciju, nisam se pridružio u zanosu. Ali jako sam zabrinut zbog onoga što vidim su nerealne pretpostavke i lažne korespondencije. Ovo je veliki problem jer javnost nije u znanju svjetske povijesti i geografije. Na p

Shrews  'Heads Shrink and Grow s godišnjim dobima

Shrews 'Heads Shrink and Grow s godišnjim dobima

Stvaranje skupljenih glava - male, razbijene ljudske glave koje su široko povezane s voodoo i plemenskim ritualima - jeziv je proces, očito puno više nego što je prikazano u Beetlejuiceu . Ali prepustite životinjskom kraljevstvu dokaz da postoji prirodan, manje zlokoban način da se smanji glava. Crve

Zajedničko kemijsko kućanstvo povezano s ženskom neplodnosti

Zajedničko kemijsko kućanstvo povezano s ženskom neplodnosti

Kemikalija pronađena u zajedničkim proizvodima za kućanstvo i kozmetici povezana je s padom plodnosti kod žena, prema novoj studiji. Istraživači su ispitivali više od 1.000 trudnica i otkrili da su oni izloženi višim razinama perfluoriranih kemikalija (PFC) imali više poteškoća s trudnoćom. PFC se kori

Nove vrste Gibbona otkrivene u kineskom grobu

Nove vrste Gibbona otkrivene u kineskom grobu

U onome što bi moglo biti grob bake prvog cara Kine, znanstvenici su neočekivano otkrili kosti izumrle i dosad nepoznate vrste gibbona, otkriva nova studija. Ovi nalazi upućuju na postojanje višeg stupnja raznolikosti majmuna nakon posljednjeg ledenog doba nego što se prije mislilo, te da je broj izumiranja primata zbog ljudi vjerojatno bio podcijenjen. God

Provjera stvarnosti: klimatske promjene

Provjera stvarnosti: klimatske promjene

Globalno zatopljenje Prvo pitanje: Je li to stvarno? Da je. Dok su demanti godinama godinama bili jaki, što je dovelo do neaktivnosti vladinih šokiranih čela, izgleda da čak i zagovornici protiv globalnog zagrijavanja konačno dolaze okolo. I ne trenutak prerano, s obzirom da se ti glacieri još uvijek tope, oceani se još dižu, a zemlja se još zagrijava. Sljedeć