סיקור מקיף

תעלות מועילות

מדענים חשפו כיצד מובלים מים דרך תעלות בעור של לטאת טקסס אל פיה, והעתיקו את עקרונות הובלת המים בגרסה פלסטית.

לטאת טקסס. צילום: <a href="http://www.shutterstock.com/gallery-638386p1.html">Seth LaGrange</a>/<a href="http://www.shutterstock.com" target="_blank">Shutterstock</a>
לטאת טקסס. צילום: Seth LaGrange/Shutterstock

מאת: יעל הלפמן כהן
לטאת טקסס ((Texas horned lizard ידועה כאחד הזוחלים המצטיינים בהובלת מים דרך תעלות קפילריות על העור היישר לכיוון הפה. לטאות אלו שוכנות בדרך כלל באזורים שחונים, והן מסוגלות לאסוף מים מכל מקום, אפילו מהחול עליו הן הולכות. המים הנאספים מועברים אל הפה, ללא השקעת אנרגיה, דרך רשת של תעלות קפילריות המצויות בין קשקשי העור, אשר סוגרים אותן באופן חלקי. עור הלטאה מסוגל להעביר נוזלים בצורה פאסיבית לכיוון מסוים מהר יותר מאשר לכיוונים אחרים, וזאת ללא תלות במיקום המים על העור. מים יכולים להיות על הגב, מלפנים או על הזנב, והם תמיד מובלים הכי מהר דווקא לכיוון הפה.
תעלות הן אחד המבנים החוזרים בטבע הקשורים לפונקציה של הובלה. צוות גרמני- אוסטרי, שחקר לאחרונה את מבנה עור הלטאה ואת מורכבותו, זיהה שני עקרונות מפתח המאפשרים את ההובלה הפאסיבית של המים ברשת התעלות. עקרונות אלה מהווים פריצת דרך במחקר שפורסם לאחרונה בעיתון The Journal of the Royal Society Interface.
העיקרון הראשון הוא העובדה שמבנה החריצים קעור והם הולכים ונהיים צרים לקראת פה הלטאה. ככל שהחריץ קעור יותר, הכוח הקפילרי המניע את הנוזלים קדימה לכוון הפה גדול יותר.

העיקרון השני שנמצא הוא הקשר שבין התעלות. מים יכולים להיסחף בצומת אחת, אך בהמשך "ייאספו" על ידי מים הזורמים בתעלה שכנה. ההיצרות של כל תעלה קעורה, לצד הקשר שבין התעלות, הם שני העקרונות המסבירים את תנועת המים ואת כיוונה.

 

עקרונות אלה שימשו לתכנון שני משטחים ביומימטיים. הצוות לא ניסה לייצר העתק מדויק של מבנה עור הלטאה בשל מגבלות יצור, אך בהתבסס על שני העקרונות שנמצאו במחקר ייצר צוות המחקר שני משטחי פלסטיק פשוטים דמוי זכוכית, ועליהם תעלות שנוצרו על ידי לייזר וביניהן קשקשים בולטים. למרות שההעתק אינו מדויק, בשני המשטחים הובלו המים בתעלות מהר יותר בכיוון מסוים מאשר בכיוונים אחרים.
מחקר זה הוא דוגמא יפה למחקר ביומימטי בו מתבוננים על תנועת מים על עור של לטאה, מגלים את העקרונות התכנוניים שלו ומחפשים יישומים הנדסיים. החוקרים מציעים שימוש של העברה פאסיבית ישירה של נוזלים במזקקות, במשחלפי חום, או במכשור רפואי קטן בו עיבוי מהווה בעיה. הקבוצה כבר חוקרת אם התגלית יכולה לסייע בהעברת חומרי סיכה לאזורים פנימיים בתוך מכונות, אזורים שבהם הם נדרשים.
ועד אז, צריך לזכור כמובן, שיש מגבלה של קנה מידה. הפתרון בטבע הוא ברמת המיקרו, ומובן שלא יהיה ניתן להעלות מים לקומות גבוהות בדרך זו….
למקור הידיעה

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

דילוג לתוכן