Скорпионы вдохновили ученых на создание прочных поверхностей для механизмов
Вдохновившись примером желтого толстохвостого скорпиона (еще его называют андротоктонусом), который использует бионический панцирь для защиты от песчаных бурь, ученые разработали новый метод защиты подвижных частей механизмов от износа и разрывов. Сообщающий об этом достижении научный доклад появился в журнале Американского химического общества Langmuir.
Чживу Хан, Джункю Чжан, Вень Ли и их коллеги пояснили, что эрозия, вызываемая твердыми частицами, является одной из основных причин повреждения материала или сбоя в работе оборудования. Ежегодно такая эрозия приносит ущерб в размере миллионов долларов, повреждая роторы вертолетов, сопла ракетных двигателей, лопасти турбин, трубы, механизмы пожарного оборудования и пр. Повреждение происходит, когда частицы грязи, песка и других твердых материалов, содержащихся в воздухе и воде, сталкиваются с поверхностью этих частей. В удалении этих частиц могут помочь фильтры, однако их необходимо заменять или очищать. В попытке разработать усовершенствованные, устойчивые к эрозии поверхности исследовательская группа Хана и Ли обратила внимание на желтого толстохвостого скорпиона. В процессе эволюции это животное приспособилось к жизни в суровых условиях пустыни.
Исследователи изучили все неровности и канавки на спинке скорпиона, просканировав его с помощью лазерного 3D-устройства и разработав компьютерную программу, которая смоделировала поток несущего песок воздуха, направленного на животное. Группа использовала модель в компьютерных симуляциях для создания различных поверхностей, которые затем подвергла тестированию на предмет выявления лучшего варианта. Одновременно тестирование на эрозию проводилось в простой аэродинамической трубе, в которой создавались различные виды воздействия на поверхность. Полученные результаты показали, что лучшую защиту от эрозии стальным поверхностям дают небольшие канавки, расположенные к потоку газа или жидкости под углом в 30 градусов.
27 января 2012, Администратор