211service.com
Dykning Tør
Når dykkende fugle dukker op igen, ruller vandet af deres fjer som, ja, vand af en ands ryg. Det klassiske eksempel på effektiv vandudskillelse er muliggjort af både kemi - fuglenes prægningsolie - og mikrostrukturen af fjer.
Vingefjer af en afrikansk darter nedsænket i vand (farvet blå) afviser vandet, hvis overflade buer ned. Men fjerene vædes af en olie (rødfarvet), hvis overflade buer op. Se video .
Ny forskning, offentliggjort i Journal of the Royal Society Interface , afslører, hvordan dykkende fugle kan nå dybder på omkring 30 meter uden at have vand permanent fugtet deres beskyttende fjer.
Gennem laboratorietest og modellering adskilte forskere fra MIT og Londons Natural History Museum kemiske og strukturelle effekter for at vise, hvorfor kombinationen af overfladebelægning og form er så effektiv. De overtrukne fjer fra seks typer dykkerfugle med et lag, der neutraliserede virkningen af præenningsolien, og beklædte dem derefter med hydrofobt materiale, hvilket forhindrede variationer i oliesammensætningen i at påvirke resultaterne.
Det havde været kendt, at fjer under dyk fanger et tyndt isolerende luftlag kaldet en plastron, så vand aldrig kommer i direkte kontakt med huden. Det nye værk viser, at ud over en dybde på blot et par meter falder plastron sammen og lader vand trænge ind i fjerstrukturerne. Dybdeafhængigheden af dette fænomen havde ikke tidligere været kendt. Det er en brat overgang, siger professor i kemiteknik Robert Cohen.
Men når først det beskyttende luftlag falder sammen, forhindrer præenolien vandet i at trænge ind i fjerens modhager og modhager. Derfor, når fuglene kommer op af vandet, hvis en fjer bliver våd, er der ingen grund til, at den tørrer ud, i den traditionelle forstand af fordampning, siger Cohen. Det kan tørre ved direkte at udstøde vandet fra dets struktur, da trykket reduceres, når det kommer op igen fra sit dyk. Holdet omtaler dette som spontan affugtning.
Men denne proces fungerer kun med vand. Hvis en fjer er nedsænket i olie, som det kan være efter et olieudslip, er fjerene helt fugtede, forklarer maskiningeniørprofessor Gareth McKinley: Termodynamikken viser, at hvis [fjer] bliver fugtet af olie, vil de forblive våde. , irreversibelt, medmindre du damprenser dem eller noget.
Dykkende fugle er kun lige netop tilpasset, delvist gennem mikrostrukturen af deres fjer, til at nå deres maksimale dykkerdybder uden at lide permanente effekter, siger teammedlem Andrew Parker fra Natural History Museum, som leverede fjer til forskningen. Det er et af de mest fantastiske eksempler på evolution og tilpasning, uden et spor af overteknik.