19:07 25. září 2020
Svět
Získat krátkou URL
5343
Sledujte nás na

Nový výzkum poprvé vysvětluje, proč tenoulinké ostny kopřivy nebo sosáček komára snadno propíchnou kůži člověka, aniž by se zlomily. Výsledky výzkumu jsou uvedeny v časopise Nature Physics.

Vědci z Dánské technické univerzity provedli více než 200 experimentů a zkoumali konstrukci špičatých výrůstků, které zvířata a rostliny používají k různým účelům – přichycení k povrchu, příjem potravy nebo obranu. Pozorovali, jak tvar trnů, jehel, ostnů a žihadel ovlivňuje jejich pevnost.

Vědci vedení fyzikem Kaarem Hartvigem Jensenem zaměřili svou výzkumnou činnost na biomimetiku - vytváření nových technologií a materiálů, založené na nápadech převzatých od živé přírody. Autoři opakovaně naráželi na skutečnost, že malé skleněné pipety, které používali k extrakci tekutiny z rostlinných buněk, se rozpadaly při kontaktu s buněčnou stěnou. To vědce rozčilovalo a přimělo je k tomu, aby začali věnovat pozornost tenkým a odolným přírodním objektům, které se při použití nelámou.

Zkoumali jehly a špičaté výrostky z nejrůznějších materiálů a všech možných velikostí - od ostnů virů a mikroskopických řas měřících pouze 50 nanometrů až po nejdelší „jehlu“ v přírodě - 2,5 metrový kel narvala. Součástí výzkumu byly i umělé špičaté předměty, které do značné míry napodobovaly přírodní formy - hřebíky, injekční jehly a stará kopí do délky 6 metrů. Vědci hledali optimální poměr mezi pevností a pružností.

„Naše výsledky ukázaly, že existuje jasná korelace mezi délkou jehly nebo ostnu a jejich průměrem, a to jak v blízkosti špičky, tak i v místě, kde jsou připevněny k rostlině nebo zvířeti,“ uvádí Jensenova slova tisková zpráva univerzity. „Takovým způsobem je zajištěna nezbytná pevnost a pružnost špičky. Zároveň je jasné, že ostré zbraně přírody jsou na pokraji fyzických možností a všechny přírodní projekty jsou velmi podobné, bez ohledu na to, zda se podíváme na vrcholky viru v nanoměřítku nebo na 1,5metrový meč ryby mečouna.“

Aplikace nových znalostí

Co se týče kopřivy, její dlouhé ostny připomínají jehlu injekční stříkačky. Tvořené sklovitým křemíkem jsou duté a na okrajích vyztužené. To dodává ostrým chlupům mimořádnou pevnost.

Velké množství pozorování umožnilo vědcům najít varianty tvarů, které zajišťují pevnost a pružnost. Podle autorů mohou být výsledky použity při vývoji nových přesných přístrojů a lékařského vybavení.

„Tyto nové znalosti o tom, jak vypočítat optimální design špičatého předmětu, mohou být v budoucnu použity například k navrhování injekčních jehel pro nejlepší implantaci léků nebo k vývoji hřebíků, což umožní snížit spotřebu materiálu bez ztráty pevnosti,“ říká Jensen.

Samotní vědci již využili získané znalosti k vytvoření skleněných pipet nového designu, které se během biologických experimentů nelámou.

Více:

Somnoložka poradila, jak se bez prášků zbavit nespavosti
Ruští vědci vytvořili rostliny zářící ve tmě
Dietoložka prozradila, jaké jahody jsou zdraví nebezpečné
Je bezpečné užívat léky po uplynutí doby jejich trvanlivosti? Odpovídají odborníci
Štítky:
kopřiva, vědci, rostliny
Pravidla společenstvíDiskuse
Komentovat pomocí SputnikuKomentovat pomocí Facebooku
  • Komentář