סיקור מקיף

ניקוי מיקרו-משטחים בהשראת מערך הטיפול של דבורת הדבש

מחקר חדש על הרגלי דבורת הדבש שופך אור חדש על הפיזיקה של תהליכי ההאבקה ובעל השלכות על מערכות מיקרו-אלקטרומכניות (MEMS) בעתיד.

מקור: pixabay.
מקור: pixabay.

מאת: דפנה חיים-לנגפורד

מחקר משותף בין המכון הטכנולוגי ג'ורג'יה באטלנטה ארצות הברית לבין אוניברסיטת קייל בגרמניה, בחן כיצד חרקים מאביקים שבאופן מכוון מתפלשים במיליוני אבקנים מתנקים כחלק ממנגנון האבקה, באופן שיאפשר להם לעופף.

במחקרם, שפורסם בכתב העת Bioinspiration &  Biomimetics, מצאו החוקרים שהמפתח לניקוי המיטבי מצוי בשערות זעירות המכסות את הדבורים וחרקים מאביקים אחרים. עוד נמצא, כי נוזל צמיג על פני שטח צברי האבקנים (Pollenkitt), אחראי להדבקות לחרק. פרופ'Hu מכותבי המאמר טוען כי כמות האבקנים שעשויה להיצמד לדבורה פועלת יכולה לעלות על חמש פעמים משקל גופה של הדבורה. מיותר לציין, במצב זה, תעופה, חישה וניווט הופכים מאתגרים ביותר.

אם כן, כיצד הדבורים מתנקות מהאבקנים? החוקרים מצאו שהשערות משמשות לא רק לאיסוף אבקנים, אלא גם לתהליך הניקוי. מסתבר, שהשערות, בתלות במקומן, מפוזרות במרווח כזה שיאפשר להרחיק את האבקנים מעל הגוף, כך שהדבורה תוכל בקלות להסיר את האבקנים באמצעות הגפיים הקדמיות. בהתאם, המרווח בין השערות על הגפיים הקדמיות מכתיב את כמות האבקנים שיכולה להדבק לגפה ואת כמות האבקנים שהיא יכולה להסיר בתנועה אחת.

החוקרים ביצעו ניסוי לכימות פעולה זו. הם צילמו דבורת דבש מכוסה אבקנים באמצעות שתי מצלמות – אחת צילמה את פעולות הניקוי והשנייה את צלליות האבקנים כשהם נופלים. צילום זה מאפשר לתעד את מספר הפעמים שהדבורה נדרשה לבצע את פעולת הניקוי וכמה אבקנים שהיא הסירה. בנוסף, החוקרים תיעדו את גאומטריית התנועה של הדבורה ואת המרווחים בין השערות. על מנת לקבל תמונה רחבה ככל הניתן, החוקרים בחנו סוגי אבקנים שונים שנבדלו בגודל, במשקל, ובגאומטריה. חלק מהאבקנים נשטפו כדי לבחון את השפעת נוזל ההדבקה על תהליך הניקוי/הדבקה.

מהניסוי עולה כי גודל האבקנים ונוכחות נוזל ההדבקה הינם גורמים משמעותיים. עוד עולה כי ככל שהחלקיקים קטנים יותר, תהליך הניקוי אורך יותר זמן. שטיפת נוזל ההצמדה, כצפוי, הובילה להדבקה משמעותית נמוכה יותר.

עוד נמצא כי היחס בין גאומטריית השיער באזור הניקוי לאזור המנקה מכתיב את אפקטיביות הניקיון. פרופ' Hu  טוען כי בהתבסס על ממצאי גאומטריית השיער על גוף הדבורה ביחס לרגלי הדבורה ניתן לתכנן משטחי MEMS בעלי עמידות רבה יותר ללכלוך מצד אחד וכלי ניקוי יעילים יותר מצד שני.

מקור הידיעה

תגובה אחת

  1. מענין , רק שחסר נתון אחד חשוב והוא :
    במבנה הגפיים הקידמיות יש ״מסרקים״ זעירים
    שבעזרתם ״מסרקת״ הדבורה את השערות נושאות האבקנים
    וכך מנקה אותם …

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן