Шкура акулы - удивительный подвиг инженерной мысли в природе. Крошечные зубцы или «зубчики» выстилают поверхность кожи, создавая турбулентность, уменьшающую сопротивление. Имея это в виду, инженеры пытались имитировать кожу акулы при разработке всего, от купальников до гоночных автомобилей. Воссоздание зубчиков всегда было сложной задачей. Теперь ученые воспользовались напечатанной на 3D-принтере моделью кожи акулы, чтобы воспроизвести то, как зубчатая чешуя помогает этим прекрасным существам эффективно путешествовать.
Функциональные свойства акульей кожи в течение некоторого времени вызывали значительный интерес как у биологов, так и у инженеров, но из-за их сложности ни одно исследование до настоящего времени не позволило успешно изготовить акулью кожу, позволяющую детально изучить ее свойства. функция. До сих пор.
Теперь новое исследование под руководством профессора Лаудера создало цифровую 3D-модель кожи акулы с помощью микро-КТ-изображения кожи короткоплавниковой акулы-мако. Используя 3D-печать, можно физически воссоздать тысячи жестких синтетических зубцов длиной всего 0,15 мм. Задача состояла в том, чтобы изготовить синтетическую кожу. Тысячи этих зубчиков были встроены в гладкую гибкую мембрану.
Эта гибкая напечатанная на 3D-принтере модель кожи акулы была протестирована в воде с помощью роботизированного устройства для создания движения, которое позволило команде ученых либо удерживать модели в стационарном положении, либо динамически перемещать их со скоростью плавания. Кожа акулы, напечатанная на 3D-принтере, показала повышенную скорость плавания при сниженном потреблении энергии при определенных условиях движения по сравнению с гладкой контрольной моделью без зубцов.
Профессор Лаудер сказал Би-би-си, что особая форма зубцов также создает трудности: «Поскольку они свисают, 3D-принтеры должны печатать вспомогательный материал, который затем нужно удалить. Потребовалось время, чтобы отработать все трюки. У вас есть жесткая чешуйчатая структура, встроенная в гибкую мембрану, которая затем может плавать». По словам профессора Лаудера, перенос такого дизайна на ткань может занять десятилетия. «Но если бы вы могли это сделать, вы бы увидели драматический эффект в плавании… Нам стоит понять, как устроен мир природы».