iPon Hírek

Az esőcsepp és a szúnyog találkozása mérnöki szemmel

Dátum | 2012. 06. 07.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A szúnyogok a szó minden értelmében igen szívós állatok, legalábbis ez derül ki a Georgia Institute of Technology kutatóinak legújabb tanulmányából, amely a rovar és a nála ötvenszer súlyosabb esőcsepp találkozásának végkimenetelét vizsgálja meg mérnöki alapossággal. Az eredmények alapján a szúnyog testének különleges felépítése és kis tömege teszi lehetővé, hogy a legnagyobb vízcseppeket is „lerázza” magáról. A kutatás tanulságai a szúnyogirtásban sokat ugyan nem segítenek, de annál több tippet adhatnak az aprócska robotrepülők tervezői számára.

A repülőmérnökök alapos ismeretekkel rendelkeznek arról, hogyan hat a légi járművekre egy erőteljes zápor: fokozódik a légellenállás, nehezebbé válik az emelkedés, összességében nézve egy tisztességes felhőszakadás jelentős hatással lehet a repülőgép útjára. Jóval kevesebb adat áll rendelkezésre azonban a repülő állatok és az eső kapcsolatáról. A kevés hiánypótló mű egyike Christian Voigt biológus nemrégiben megjelent tanulmánya, amely kimutatja, hogy a denevérek esőben történő repülése kétszer annyi energiát igényel, mint száraz körülmények közti haladásuk. A rovarok repülésével kapcsolatban születtek ugyan tanulmányok, de ezek inkább a jelenség mechanikáját kutatják.


David Hu és kollégái éppen ezért úgy döntöttek, hogy szükség mutatkozik a téma kutatására, így maláriaszúnyogokat vizsgáltak mesterséges esős körülmények között. A szúnyogokat egy 20 centiméter magasságú, hálós tetejű ketrecben röptették. A kísérlet első lépéseként vízcseppeket spricceltek az állatokra, 10 méter magasságból leeső esőcseppeket szimulálva ezzel ‒ ez az a magasság, amelyből már elérik a lehető legnagyobb sebességet a cseppek. A folyamatot nagysebességű kamerával vették fel, amely 4000 képkockát rögzített másodpercenként a ketrecbe zárt hat szúnyogról.

A szúnyogok különösebb problémák nélkül átvészelték a heves „zivatart”, a legkiélezettebb ütközés során az egyik állat testhosszának 13-szorosát tette meg a levegőben bukdácsolva, mielőtt visszanyerte az irányítást, de egyik szúnyog sem zuhant a ketrec aljára a rájuk eső víz súlya alatt. A következő lépésben a folyamatok jobb megfigyelhetősége érdekében húsz rovart helyeztek el a ketrecben és alacsonyabb sebességű cseppeket eresztettek rájuk. Az ütközések többsége szárnyain vagy lábain érte az állatokat, melyek az erőhatásra megbillentek, bukdácsoltak vagy megfordultak ugyan, de aztán repültek is tovább.

Ritkább esetben ugyan, de voltak frontális ütközések is: az ezek hatására bekövetkező zuhanás azonban nem haladta meg a húsz testhosszt, ezt követően az állatok ismét „röpképesek” voltak. A kutatók teóriája szerint a rovarok kis tömege (2 milligramm) annyira eltörpül az átlagos esőcsepp 100 milligrammos tömegéhez képest, hogy az ütközés során a csepp alig veszít sebességéből és lendületéből, így valójában csak nagyon kis erőt fejt ki a szúnyogra. Az elmélet tesztelésére aprócska hungarocell golyókat vetettek be, amelyek a szúnyogokhoz hasonló méretűek és tömegűek voltak. A golyóbisokat fellógatták a ketrec plafonjára, majd esőcseppeket eresztettek rájuk.



A kísérlet eredményei alapján az esőcseppek tömegüktől függően mindössze 2‒17 százalékkal lassulnak le a becsapódás következtében, tehát nem is igazán ütköznek, inkább deformálódva áthaladnak a szúnyog aprócska testén. Ez az állatokban nem tesz kárt, mivel külső vázuk meglepő szívóssággal védi testük sérülékeny belső részeit.

A váz tesztelésére egy utolsó kísérletet végeztek el a kutatók: megvizsgálták, hogy mekkora erőhatásnak képes ellenállni a szúnyogok teste. Számításaik alapján egy esőcsepp 2‒6 millinewton erőt fejt ki az állatra. A vizsgálat során az állatokat 30‒40 millinewton erővel nyomták össze, és azok még ezt követően is képesek voltak repülni, miután elengedték őket.

A tanulmány eredményei alapján tehát a szúnyogok külső vázuknak köszönhetően a normál gravitáció 300-szorosának megfelelő erőhatást is képesek túlélni, ami rekordnak számít az állatvilágban is, legalábbis az eddig vizsgált fajok tekintetében. Az emberi szervezet még speciális ruhában is ennek csak nagyjából tizedét képes túlélni. A kutatók eredményeinek gyakorlati alkalmazási lehetőségei is kínálkoznak a szitakötőkhöz hasonló méretű, repülő mikrobotok tervezésénél. Ezeket elsődlegesen felderítésre használják katonai küldetések, illetve mentési munkálatok során. 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

4. kilipeti
2012.06.08. 08:23
rohadt szemetek, ezek rosszabbak, mint a csótányok. Azok az atomvillanást élik túl, ezek meg az extrém erőbehatást és nyomást.
Nemhogy dögölnének meg, ahelyett, hogy a fülembe cincognak éjszaka
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. kray
2012.06.08. 10:35
Lassacskán minden rovarról kiderül, hogy ezek bármit túlélnek
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. agyturbini...
2012.06.08. 10:45
Hat erre van ket jo tippem: Atomvillanas eseten jol nezd meg amit latsz mert tobbet ugysem latod, cincogas pedig fuldugoval kivedheto

Hat a hangya utan nem csodalkozom mire kepesek a kulso szilard vazzal rendelkezo egyedek(Pl a teknosnek a pancelja is egy csoda)
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. peti198706...
2012.06.10. 04:08
Ez olyan volt mint egy akció film, köszi a cikkket!
S igen láss csodát! Ha papucssal vagy kézzel eltalálod őket, még akkor is képessek tovább repülni oly szemtelenül!
Bár ez nekem nem újdonság, leülni a fűbe hangyát nézni, ujjal trancsírozni ezret, még azután is felkelnek.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!