Как насекомое, сбрасывающее капли мочи своим прикладом, может сохранить ваши смарт-часы сухими

Стекляннокрылый снайпер — насекомое настолько впечатляющее, когда писает, что может вдохновить на создание более эффективных конструкций водостойких устройств.

Саад Бхамла был в своем огороде в Атланте, штат Джорджия, когда впервые заметил подвиг. Снайпер формирует аккуратные круглые капли мочи, которые молниеносно сбрасывает прочь. Бхамла, доцент кафедры биомолекулярной инженерии Технологического института Джорджии, достал свой iPhone, чтобы снять несколько замедленных видеороликов.

«Чем больше я увеличивал масштаб, тем больше я понимал, что это делает что-то интересное», — говорит Бхамла. Грань.

Оказывается, снайпер делает с мочой то, что до сих пор не было задокументировано в биологической системе — явление, называемое сверхдвижением. Как это делает снайпер, подробно описано в исследовательской статье Бхамлы и его коллег, опубликованной на этой неделе в журнале. Связь с природой. И это может просто помочь людям понять, как достичь сверхдвижения тоже — не с мочой, а с умными часами и другими устройствами, которые вытираются.

Проще говоря, сверхдвигатель позволяет упругому объекту летать со скоростью, превышающей скорость того, что его запускает. Точное время между мягким объектом и его катапультой дает объекту заряд энергии. Чтобы понять это явление, представьте себе прыгуна-олимпийца, объясняет Бхамла. Опытный ныряльщик может рассчитать время прыжка, чтобы получить максимальную резонансную энергию от трамплина.

Сняв видео на свой iPhone, Бхамла и его коллеги обратились к высокоскоростным камерам и микроскопам, чтобы поближе рассмотреть снайпера. То, что они нашли, было анальным стилусом, также известным как мерцание задницы, это ключ к уникальному способу, которым насекомое занимается бизнесом. Задница движется назад, освобождая место для поступающей мочи, что позволяет ей образовывать каплю на хвосте насекомого. В то же время мерцание сжимает каплю, позволяя накапливать энергию за счет поверхностного натяжения.

Как только капля достигает нужного размера и формы, мерцание поворачивается назад еще на 15 градусов. Затем он отбрасывает каплю, как пинбол. Задница мерцает невероятно быстро, ускоряясь более чем на 40G, что в 40 раз быстрее, чем ускорение бегущего гепарда. Что еще более удивительно, так это то, что моча летит с еще большей скоростью, чем мелькание задницы — явный признак сверхдвижения.

В качестве плюса, тактика также является энергоэффективной. Ведь капля движется быстрее, чем запускающая ее катапульта. Снайперы писают таким образом для экономии энергии, потому что они писают. много. Снайперы будут пить и мочиться в объеме, в 300 раз превышающем их массу тела в день, потому что их диета состоит из сверхнизкокалорийной и бедной питательными веществами соки растений. И ему приходится отбрасывать свою мочу, чтобы капля не прилипла к ней, как капля кленового сиропа.

Какое это имеет отношение к умным часам? Например, функция Water Lock в Apple Watch уже может выливать воду из устройства после купания. Но, насколько известно Бхамле, подобные устройства еще не используют сверхдвигатель. Если инженеры смогут поучиться у снайпера, они смогут разработать более эффективные системы сброса воды для гаджетов. Таким образом, вы сможете дольше держать свои часы сухими и заряженными. Та же технология может быть использована в слуховых аппаратах или во всем, что вы хотите сделать водонепроницаемым.

Бхамла и его команда проверили тактику снайпера, отражая воду от динамиков на кухонных столах. Они использовали вибрацию динамиков для сжатия крошечных капель, создавая поверхностное натяжение. С точным расчетом времени они могли запускать капли на высокой скорости.

Хотя это звучит уместно, не из-за этого полезного трюка насекомое получило прозвище «снайпер». Он в основном известен в США как вредитель для фермеров. Следы его укусов могут выглядеть как маленькие пулевые отверстия в листьях, и он может передавать болезни от одного растения к другому. Его обильное мочеиспускание может также побелить плоды.

Бхамла надеется, что его исследование вдохновит больше людей взглянуть на насекомых с новой точки зрения. «Я думаю, это просто заставит детей, молодых душой и в возрасте, ходить по своим дворам, смотреть и наслаждаться», — говорит он. Грань. “Это очень весело. Этого достаточно для меня».