Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Супертег Наука 2021январь
Наука

Ученые выяснили, почему "жжется" крапива

© Фото : Kaare Hartvig JensenКрапива
Крапива
Читать ria.ru в
МОСКВА, 15 июн — РИА Новости. Новое исследование впервые объясняет, почему тончайшие колючки крапивы или хоботок комара легко прокалывают кожу человека, не ломаясь. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Physics.
Исследователи из Датского технического университета провели более 200 экспериментов, изучая конструкцию заостренных отростков, которые животные и растения используют для самых разных целей — прикрепления к поверхности, приема пищи или защиты. Они наблюдали, как влияет форма колючек, игл, шипов и жал на их прочность.
Ученые под руководством физика Кааре Хартвига ​​Йенсена (Kaare Hartvig Jensen) посвятили свою научную деятельность биомиметике — созданию новых технологий и материалов на основе идей, заимствованных у живой природы.
Авторы неоднократно сталкивались с тем, что маленькие стеклянные пипетки, которые они использовали для извлечения жидкости из растительных клеток, разрушались при контакте с клеточной стенкой. Это раздражало исследователей и побудило их заняться тонкими и прочными природными объектами, которые не ломаются при использовании.
Они изучили иглы и остроконечные отростки из самых разных материалов и всех возможных размеров — от шипов вирусов и микроскопических водорослей размером всего 50 нанометров до самой длинной "иглы" в природе — 2,5-метрового бивня нарвала. Исследование также включало искусственные заостренные объекты, которые в значительной степени имитировали природные формы — гвозди, иглы для шприцев и древние копья длиной до шести метров. Ученые искали оптимальное соотношение прочности и эластичности.
Ученые в лаборатории
Ученые создали новые "умные" материалы с памятью формы
"Наши результаты показали, что существует четкая корреляция между длиной иглы или шипа и ее диаметром, как вблизи кончика, так и в месте, где он прикрепляется к растению или животному, — приводятся в пресс-релизе университета слова ​​Йенсена. — Таким образом обеспечиваются как необходимую прочность, так и эластичность наконечника. В то же время ясно, что острые орудия природы находятся на грани физической возможности и при этом все природные проекты очень похожи, независимо от того, смотрим ли мы на наноразмерные пики вируса или на 1,5-метровый шип рыбы-меч".
Что касается крапивы, то ее длинные шипы по форме напоминают иголку инъекционного шприца. Сложенные стекловидным кремнием, они полые и усилены по краям. Это придает остроконечным волоскам необычайную прочность.
Большое количество наблюдений позволило исследователям найти варианты формы, обеспечивающей прочность и эластичность. По мнению авторов, результаты могут быть использованы при разработке новых точных инструментов и медицинского оборудования.
"Эти новые знания о том, как рассчитать оптимальный дизайн заостренного предмета, могут в будущем использоваться для проектирования, например, игл шприца для наилучшего распределения лекарств, или в разработке гвоздей, что позволит снизить расход материала без потери прочности", — говорит ​​Йенсен.
Сами исследователи уже применили полученные знания для создания стеклянных пипеток нового дизайна, которые не ломаются во время биологических экспериментов.
Так художник представил себе нить из графена на поверхности кремниевых стоек
"От графена до максена": ученые создают новые двумерные материалы
 
 
 
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала
В Москве 10 декабря начнется фестиваль "Путешествие в Рождество"Аналитики узнали, какие продукты популярны у россиян осеньюВ ЛНР за сутки не зафиксировали обстрелов со стороны украинских силовиковСпутники Galileo вывели на орбитуРоссияне рассказали, где занимают деньги до зарплатыДерматолог рассказал, как ухаживать за кожей зимой"Гитлер сошел с ума". Почему немцы проиграли под МосквойРай для сладкоежек: что обязательно нужно попробовать в Египте"Нафтогаз" назвал "издевательством" решение ФРГ по "Северному потоку — 2"Число пострадавших на шахте "Листвяжная" выросло до 106 человекПушков оценил "схему атаки России на Украину" от газеты BildЗахарова оценила "план вторжения" России на Украину от газеты BildApple подала в суд на ФАСНа Кипре найдены украшения, сделанные во время правления НефертитиПрибывшие из стран с "омикроном" потеряли в аэропорту два часаBloomberg сообщил о споре Лаврова и Блинкена из-за УкраиныНазваны три распространенные привычки, которые повышают риск развития ракаНутрициолог объяснила, кому категорически нельзя есть бурый рисПрезидент Финляндии рассказал, что важно в отношениях с РоссиейПосольство России в США заявило о праве перемещать войска в своих границах