Wanasayansi wamefichua siri ya mbawa za kukunjana za ladybug

2024 Mwandishi: Seth Attwood | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 16:17

Wanasayansi kutoka Chuo Kikuu cha Tokyo waliweza kufichua siri ya mabawa ya nyuma ya kukunja ya ladybirds, baada ya kugundua kuwa sio tu "gari la majimaji" lililosomewa vizuri na matundu ya vyombo, lakini pia elytra iliyo na tumbo. kushiriki moja kwa moja katika mchakato huu.

Kazi ya watafiti imechapishwa katika Kesi za Chuo cha Kitaifa cha Sayansi na imefupishwa katika Phys.org.

Ladybugs wanaweza, wakati wa kutembea kwa miguu yao, kukunja mbawa zao kwa kompakt chini ya elytra rigid ili kuwalinda kutokana na uharibifu. Ikiwa ni muhimu kuondoka, mbawa za nyuma za utando hufunua kwa wastani wa sekunde 0.1. Utaratibu huu unaeleweka vizuri, kwa sababu ladybugs huinua elytra kabla ya kueneza mbawa zao.

Mabawa ya nyuma ya membranous ya mende chini ya elytra yamekunjwa kama origami na hupenyezwa na mtandao wa vyombo vinavyojaa kioevu. Kabla ya kuondoka, ladybug huinua elytra na kunyoosha misuli ya sehemu ya tatu ya thoracic, na kuongeza shinikizo la maji katika vyombo vya mbawa za kuruka. Matokeo yake, elasticity ya vyombo huongezeka na mrengo huongezeka.

Wanasayansi hawajaweza kuona kwa undani mchakato wa kukunja bawa. Ukweli ni kwamba baada ya kutua, ladybug hupiga elytra na tu baada ya hapo huanza kufuta mbawa za nyuma, ikijisaidia kikamilifu na tumbo. Kwa wastani, mbawakawa huchukua kama sekunde mbili kukunja mbawa zao zinazoruka.

Ili kuchunguza kukunja kwa mbawa hizo, wanasayansi walitumia ladybird mwenye madoadoa saba (Coccinella septempunctata). Alikuwa ameondoa sehemu ya elytra yake ya kulia. Sehemu iliyofutwa ilitumiwa kama zana ya kuunda nakala ya resin ya akriliki inayoweza kutibika ya UV. Nakala ya akriliki ya elytra ilibandikwa kwenye sehemu iliyobaki ya ladybug elytra.

Watafiti walifanya uchunguzi wa haraka wa mende, na pia walisoma sehemu ya mbali ya elytra chini ya darubini. Ilibadilika kuwa upande wa ndani wa elytron una misaada inayofanana na muundo wa vyombo vya mrengo wa kuruka. Kwa kuongeza, upande wa ndani wa elytron kuna aina ya "Velcro" - maeneo yaliyofunikwa na bristles ndogo zaidi ambayo hushikilia mrengo uliopigwa.

Sawa "Velcro" iko upande wa juu wa tumbo. Ilibadilika kuwa baada ya kutua, ladybug hupiga elytra, na kisha huanza kuimarisha na kunyoosha tumbo. Kwa wakati huu, shinikizo katika vyombo hupungua. Katika kuimarisha kwanza kwa tumbo, vyombo vinafaa kwenye mapumziko yanayofanana kwenye upande wa ndani wa elytron.

Baada ya kupumzika kwa tumbo, huteleza kando ya chini ya mbawa za nyuma. Kisha ladybug tena hupunguza tumbo, ambayo, inaimarisha, huchukua mbawa na kuzipiga chini ya elytra. Katika kesi hii, utando wa uwazi kati ya vyombo hufanya kama miongozo wakati wa kukunja bawa.

Kama wanasayansi wanavyoona, tofauti na origami yenyewe, mabawa ya ladybug hayakunji kwa pembe kali, lakini hujikunja. Kutokana na hili, nguvu zao za mitambo zinawezekana kuhifadhiwa. Kwa kuongeza, kupotosha hufanya iwezekanavyo kuepuka kinking ya vyombo na kuingiliana kwao kutokana na deformation.

Kwa hiyo, kwa kuambukizwa na kupumzika kwa tumbo, ladybug hufikia kukunja kamili kwa mbawa za nyuma chini ya elytra. Watafiti wanaamini kwamba mabawa ya elastic yaliyokunjwa huanza kufanya kazi kama aina ya chemchemi zilizoshinikizwa. Wakati elytra inapoinuliwa, sehemu yao ya ndani huacha kushikamana na mbawa za nyuma na wao, kama chemchemi, huanza kunyoosha. Mchakato wa kuenea huchukuliwa na "hydraulics".

Wanasayansi wa Kijapani wanaamini kwamba kusoma mifumo ya kufunua na kukunja mabawa ya ladybirds na mende wengine watapata suluhisho bora za kiufundi za kuunda mifumo ya kukunja ya vifaa anuwai, kutoka kwa paneli za jua na antena za satelaiti hadi mbawa za ndege ya sitaha.

Hivi sasa, hakuna njia za kukunja na kufunua bawa sawa na zile za mende. Mitambo inayotumika kwenye ndege ya sitaha ni seti ya viendeshi vya majimaji na kufuli. Bawa la ndege inayomilikiwa na mbebaji kwa umbali fulani kutoka kwa mzizi wake lina mkunjo wa bawaba.

Pampu maalum, kusukuma shinikizo katika mfumo wa majimaji, kulazimisha gari la utaratibu kufunua au kukunja bawa. Katika nafasi kali, mrengo umewekwa. Bawa linaloweza kukunjwa hutumika kwenye ndege zilizopambwa ili kuokoa nafasi ili ziweze kuwekwa kwa ushikamano zaidi kwenye hangars au maegesho ya sitaha.

Mapema Februari mwaka huu, watafiti kutoka NASA na Chuo Kikuu cha Brigham Young waliwasilisha muundo wa radiator inayoweza kukunjwa kwa ajili ya kupoeza satelaiti ndogo za ardhi bandia. Radiator hii hukunja na kufunua kama origami. Kifaa kitadhibiti kiwango cha uhamisho wa joto kwa kurekebisha kina cha folds: juu ni, joto zaidi kifaa kitachukua.