Благодаря 3D технологиям ученые разгадали секрет быстрого передвижения акул
С помощью 3D сканирования и 3D печати ученые Гарвардского университета выяснили, почему акулы так быстро передвигаются под водой. Об этом свидетельствовала специфическая структура покрова рыбы, которая на вид имеет гладкую поверхность, а на самом деле – изобилует миллионами микроскопических зубцевидных чешуек.
Эти зубчики снижают сопротивление воды, отгоняя ее назад вдоль туловища акулы. Таким образом, George Lauder и его коллеги Li Wen и James Weaver решили воссоздать искусственную кожу акулы с помощью хищника мако, которого приобрели на местном рыбном рынке.
Исследователи использовали сканирование поверхности рыбы с высоким разрешением и увеличили масштаб данных до одного зубца, размером 0,15 мм. Затем ученые создали 3D модель акулы с покровом из тысячи зубчиков.
Следующим шагом было печать кожи акулы с помощью 3D принтера. На протяжении года Lauder и его команда методом проб и тестов, а также подбором различных материалов произвели убедительный образец кожи акулы, состоящей из наслаиваемых друг на друга микро-зубцов. По причине ограничения возможностей 3D принтера, искусственная шкура рыбы имела размер в 10 раз больше, чем натуральная кожа мако.
Такой «костюм» показал удивительные результаты во время тестирования, при котором лобовое сопротивление снизилось на 8,7% при низкой скорости передвижения кожи в воде. При имитировании разработчиками движений рыбы, зубцы улучшили скорость плавания на 6,6% с использованием энергии на 5,9% меньше.
Похоже, что на данный момент 3D печать – это единственный способ точно имитировать сложную структуру кожи акулы, что предоставляет ученым больше информации при изучении этого вида рыб.
