Новое исследование структуры перьев: учёные раскрыли секрет прочности

Учёные из Университета Саутгемптона установили, что стержни перьев (рахисы) состоят из многослойного волокнистого композитного материала, подобного углеволокну. Эта структура позволяет перьям изгибаться и скручиваться, выдерживая нагрузки во время полёта.

Ключевые открытия

  • Эволюция: За 150 миллионов лет рахисы эволюционировали, став одними из самых лёгких, прочных и устойчивых к усталости природных структур.
  • Новый метод: Исследование, опубликованное в журнале Interface Королевского общества, впервые применило метод наноиндентирования для изучения перьев.
  • Ошибочное предположение: Ранее считалось, что механические свойства пера одинаковы во всех направлениях (изотропны). Новые данные опровергают это.
  • Адаптация к полёту: Количество, пропорции и ориентация слоёв рахиса не фиксированы и варьируются в зависимости от стиля полёта птицы.

Ход исследования

Учёные протестировали свойства перьев трёх видов с разным стилем полёта:

Ведущий автор Кристиан Лоран пояснил: «Наши результаты показывают, что количество и относительная толщина слоёв по окружности рахиса и вдоль длины пера не фиксированы. Они могут меняться, чтобы справляться со специфическими нагрузками полёта».

Будущие перспективы

Исследователи планируют создать полную модель функций пера, связав морфологию с конкретными стилями полёта и эволюционными линиями. Это имеет значение для:

  • Палеонтологии: Ответ на вопросы о происхождении полёта у птиц и способности летать у Archaeopteryx.
  • Инженерии: Применение находок в материаловедении (мачты яхт, лопасти пропеллеров) и аэронавтике (создание улучшенных микро-летательных аппаратов).
2014-10-22