상어 피부의 항력 감소 기능에서 영감을 받아 연구원들은 에너지 소비를 줄이면서 수영 속도를 높이는 인공 3D 프린팅 상어 피부를 만들었습니다.
상어는 정말 날렵하게 수영하는 동물이에요. 그러나 그들의 거친 피부는 실제로 치아라고 불리는 수백만 개의 미세한 치아 모양의 비늘로 덮여 있습니다. 이 겹쳐지고 면도날처럼 날카로운 비늘에는 작은 홈이 있어 상어 몸 위로 물의 흐름을 방해합니다. 표면 - 작은 소용돌이가 형성되는 것을 방지하고 상어를 붙잡을 항력을 줄입니다. 뒤쪽에.
고해상도 이미징을 사용하여 팀은 짧은 지느러미 마코의 피부 샘플을 스캔했습니다.이수루스 옥시린쿠스) 현지 수산시장에서 발견한 치아 한 개만 확대한 것입니다. 그들은 구조의 상세한 2mm 모델을 만든 다음 컴퓨터 모델에서 수천 번 재현했습니다. 3D 프린터를 사용하여 그들은 유연한 막에 단단한 치아를 내장하고 겹쳐 놓았습니다. 위 그림은 치아가 있는 곡선형 막의 주사 전자 현미경 사진(SEM)입니다.
인공 피부가 얼마나 잘 기능하는지 확인하기 위해 그들은 유연한 호일의 양면에 샘플을 부착했습니다. 그들은 흐르는 물에 그것을 고정시킨 다음 로봇 팔을 사용하여 수영하는 물고기처럼 그것을 펄럭였습니다. 그들은 두 경우 모두에 가해지는 힘을 측정했습니다. 고정된 상어 가죽은 가장 낮은 유속에서 포일의 항력을 8.7% 줄였지만 15개의 항력을 생성했습니다. 최고 유속(약 0.6m/s)에서 톱니가 없는 매끄러운 막보다 항력이 퍼센트 더 높습니다. 두번째).
그러나 팀이 물고기처럼 호일을 퍼덕이자 1.5cm로 꿈틀거리면서 몸이 1cm 변했습니다. 헤르츠(Hz) - 합성 상어 가죽은 수영 속도를 6.6% 증가시키고 소비되는 에너지를 5.9% 줄였습니다. 퍼센트.
'상어 피부의 에너지 비용과 매끄러운 표면에 비해 수영 비용이 감소하는 것을 측정한 것은 이번이 처음입니다." 로더 라고. 인공 상어 피부는 "생체 모방 피부"가 실제 상어 피부처럼 구부러지고 구부러질 수 있도록 유연한 기판 위에 단단한 비늘을 가져야 한다고 그는 설명합니다. 이 소재는 언젠가 수영복에 사용되어 속도를 높일 수 있을 것입니다.
그만큼 일하다 에 출판되었습니다. 실험 생물학 저널 지난주.
[JEB 내부 ~을 통해 과학, 기즈모도]
이미지: 제임스 위버
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