นักวิทยาศาสตร์ได้เปิดเผยความลับของปีกพับของเต่าทองแล้ว

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโตเกียวสามารถเปิดเผยความลับของการพับปีกหลังของเต่าทองได้ โดยพบว่าไม่เพียงแต่ "ไดรฟ์ไฮดรอลิก" ที่ได้รับการศึกษามาเป็นอย่างดีแล้วซึ่งมีตาข่ายของภาชนะ แต่ยังรวมถึงเอลิตราที่มีช่องท้องด้วย เกี่ยวข้องโดยตรงในกระบวนการนี้

งานของนักวิจัยได้รับการตีพิมพ์ใน Proceedings of the National Academy of Sciences และสรุปได้ที่ Phys.org

เต่าทองสามารถเมื่อเดินด้วยเท้าของพวกเขา พับปีกของมันอย่างแน่นหนาภายใต้อีไลตราที่แข็งกระด้าง เพื่อปกป้องพวกมันจากความเสียหาย หากจำเป็นต้องถอด ปีกหลังพังผืดจะกางออกโดยเฉลี่ย 0.1 วินาที กลไกนี้เป็นที่เข้าใจกันดีเพราะว่าเต่าทองจะยกเอไลตราก่อนที่จะกางปีกออก

ปีกหลังที่เป็นพังผืดของแมลงปีกแข็งใต้เอไลตรานั้นพับเหมือนกระดาษพับและถูกเจาะโดยเครือข่ายของภาชนะที่บรรจุของเหลว ก่อนเครื่องขึ้น เต่าทองจะยก elytra และคลายกล้ามเนื้อของส่วนทรวงอกที่สาม เพิ่มแรงดันของเหลวในเส้นเลือดของปีกบิน เป็นผลให้ความยืดหยุ่นของเรือเพิ่มขึ้นและปีกจะขยายออก

นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถดูรายละเอียดกระบวนการพับปีกได้ ความจริงก็คือหลังจากลงจอดเต่าทองจะพับเอลิตราและหลังจากนั้นก็เริ่มหดปีกหลังช่วยตัวเองอย่างแข็งขันด้วยหน้าท้อง โดยเฉลี่ย แมลงปีกแข็งใช้เวลาประมาณสองวินาทีในการพับปีกที่บินได้

ในการศึกษาการพับของปีก นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้เต่าทองเจ็ดจุด (Coccinella septempunctata) เธอถอดอีไลตราที่แข็งขวาของเธอออกส่วนหนึ่ง จากนั้นใช้พื้นที่ที่ถูกลบเป็นเครื่องมือในการสร้างสำเนาอะคริลิกเรซินที่สามารถบ่มด้วย UV ได้อย่างชัดเจน จากนั้นนำสำเนาอะคริลิกของเอไลตรามาแปะลงบนส่วนที่เหลือของอีไลตราเต่าทอง

นักวิจัยทำการสำรวจแมลงปีกแข็งอย่างรวดเร็ว และศึกษาส่วนที่อยู่ห่างไกลของอีไลตราด้วยกล้องจุลทรรศน์ ปรากฎว่าด้านในของอิไลตรอนมีความโล่งใจที่สอดคล้องกับรูปแบบของเรือของปีกบิน นอกจากนี้ที่ด้านในของ Elytron ยังมี "Velcro" ชนิดหนึ่ง - บริเวณที่ปกคลุมด้วยขนแปรงที่เล็กที่สุดที่ยึดปีกที่พับไว้

"Velcro" ที่คล้ายกันตั้งอยู่ที่ด้านบนของช่องท้อง ปรากฎว่าหลังจากลงจอดเต่าทองพับ elytra แล้วเริ่มกระชับและยืดหน้าท้อง ในขณะนี้ความดันในภาชนะลดลง ในการกระชับหน้าท้องครั้งแรกหลอดเลือดจะพอดีกับช่องด้านในของอิลิตรอนที่สอดคล้องกัน

หลังจากคลายหน้าท้อง มันจะเลื่อนไปที่ด้านล่างของปีกหลัง จากนั้นเต่าทองก็รัดหน้าท้องอีกครั้งซึ่งกระชับขึ้นหยิบปีกแล้วเหน็บไว้ใต้อีไลตรา ในกรณีนี้ เยื่อโปร่งใสระหว่างเรือทำหน้าที่เป็นตัวนำทางเมื่อพับปีก

ตามที่นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นว่าปีกของเต่าทองไม่พับเป็นมุมแหลม แต่โค้งงอ ด้วยเหตุนี้ความแข็งแรงทางกลของพวกมันจึงน่าจะถูกรักษาไว้ นอกจากนี้ การบิดเกลียวทำให้สามารถหลีกเลี่ยงการงอของภาชนะและการทับซ้อนกันเนื่องจากการเสียรูป

ดังนั้น โดยการเกร็งและคลายหน้าท้อง เต่าทองจึงสามารถพับปีกหลังไว้ใต้เอไลตราได้อย่างสมบูรณ์ นักวิจัยเชื่อว่าปีกยืดหยุ่นที่พับแล้วเริ่มทำหน้าที่เป็นสปริงบีบอัดชนิดหนึ่ง เมื่อยกเอไลตราขึ้น ส่วนในของมันจะไม่เกาะกับปีกหลัง และเริ่มยืดออกเหมือนสปริง ขั้นตอนการแพร่กระจายจะถูกหยิบขึ้นมาโดย "ไฮดรอลิค"

นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นเชื่อว่าการศึกษากลไกการกางและการพับปีกของเต่าทองและแมลงปีกแข็งอื่นๆ จะพบวิธีแก้ปัญหาทางเทคนิคที่ดีที่สุดสำหรับการสร้างกลไกการพับสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ ตั้งแต่แผงโซลาร์เซลล์และเสาอากาศดาวเทียมไปจนถึงปีกของเครื่องบินบนดาดฟ้า

ปัจจุบันยังไม่มีกลไกในการพับและกางปีกแบบเดียวกับในด้วง กลไกที่ใช้กับเครื่องบินบนดาดฟ้าคือชุดขับเคลื่อนและล็อคแบบไฮดรอลิก ปีกของเครื่องบินบรรทุกเครื่องบินที่อยู่ห่างจากโคนของมันในระดับหนึ่งมีการพับแบบห่วง

ปั๊มพิเศษ ปั๊มแรงดันในระบบไฮดรอลิก บังคับการขับเคลื่อนของกลไกให้กางหรือพับปีก ในตำแหน่งที่รุนแรง ปีกได้รับการแก้ไข ปีกที่พับได้นั้นใช้บนเครื่องบินที่ตกแต่งไว้เพื่อประหยัดเนื้อที่เพื่อให้สามารถวางไว้ในโรงเก็บเครื่องบินหรือที่จอดรถบนดาดฟ้าได้อย่างกระทัดรัด

ในช่วงต้นเดือนกุมภาพันธ์ปีนี้ นักวิจัยจาก NASA และ Brigham Young University ได้นำเสนอการออกแบบหม้อน้ำแบบพับได้สำหรับการระบายความร้อนของดาวเทียมโลกเทียมขนาดเล็ก หม้อน้ำนี้พับและกางออกเหมือนโอริกามิ อุปกรณ์จะควบคุมระดับการถ่ายเทความร้อนโดยการปรับความลึกของการพับ ยิ่งสูงเท่าไร อุปกรณ์ก็จะดูดซับความร้อนได้มากเท่านั้น