Почему крапива жжется
Ученые провели иследование и установили, почему тонкие колючки крапивы или хоботок комара легко прокалывают кожу человека и не ломаются. О научной работе сотрудников Датского технического университета сказано в статье, опубликованной в издании Nature Physics.
В ходе исследования было проведено свыше 200 экспериментов. Специалисты изучили конструкцию заостренных отростков, которые животные и растения используют для прикрепления к поверхности, приема пищи либо защиты. Физики наблюдали, как форма колючек, игл и шипов влияет на их прочность.
Работа была посвящена биомиметике, то есть созданию новых технологий и материалов на основе заимствованных у живой природы идей.
В ходе иследования датские ученые рассмотрели искусственные заостренные объекты, шипы вируса, водорослей размером всего 50 нанометров, а также самую длинную в природе иглу – 2,5-метровый бивень нарвала.
Выяснилось, что существует определенная связь между длиной иглы или шипа и ее диаметром, причем как вблизи кончика, так и в месте, где он прикрепляется к растению или животному.
«В результате обеспечивается необходимая прочность 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», – отметил руководитель исследования Кааре Хартвиг Йенсен.
Ученые также выяснили, почему крапива обладает свойством жжения. Длинные шипы этого растения по форме напоминают иголку инъекционного шприца. Сложенные стекловидным кремнием, они полые и усилены по краям. Это придает остроконечным волоскам необычайную прочность.
Наблюдения позволили специалистам найти варианты формы, которая обеспечивала бы прочность и эластичность. Результаты исследования могут быть использованы при разработке новых точных инструментов и медицинского оборудования, считают ученые из Дании.