Ученые впервые объяснили, как тончайшие шипы крапивы или хоботок комара беспроблемно прокалывают кожу и не ломаются. Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature Physics.
Изучением вопроса озадачились сотрудники Датского технического университета. Они провели более 200 экспериментов. В первую очередь их интересовало, как форма колючек, игл, шипов и жал влияет на их прочность. Их целью было создание новых технологий и материалов на основе идей, заимствованных у живой природы (биомиметика).
К исследованию ученых подтолкнули хрупкие пипетки, которые разрушались при контакте со стенками клеток растений. Ученые негодовали от этого, потому озадачились решением вопроса, чтобы найти оптимальное соотношение прочности и эластичности. Они изучили как микроскопические объекты, так и крупные, например, 2,5-метровый бивень нарвала.
«Мы выяснили существование четкой корреляция между длиной иглы или шипа и ее диаметром. Все природные проекты очень похожи, независимо от того, смотрим ли мы на наноразмерные пики вируса или на 1,5-метровый шип рыбы-меч», – заявил физик Каар Хартвиг Йенсен.
Шипы крапивы по форме напоминают иголку инъекционного шприца, выяснили исследователи. Они сложены из стекловидного кремния и полы внутри. Это придает им необычайную прочность.
Ученые уверены, что полученные знания позволят разработать инструменты нового типа, которые будут куда более надежными, чем используемые ныне.
Москва, Иван Гридин
Источник: