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河南高空作业升降平台车:工程师们展示了多毛的舌头如何帮助蝙蝠喝

 

动物已经进化出各种适应性以获得它们所需的营养。对于花蜜喂养的蝙蝠,长嘴和舌头让它们在半空中盘旋时浸入和剔出花朵。为了帮助这个事业,他们的舌头被微小的毛发覆盖,起到微型勺子的作用,可以舀出美味的汁液。

麻省理工学院的工程师现在发现,对于蝙蝠和其他毛茸茸的花蜜喂食器来说,有效饮用的关键在于舌头上的毛发间距,液体的厚度和“收缩速度”之间的微妙平衡。 “或者动物的舌头有多么快速地将它的舌头甩到花蜜上。当所有这三个参数处于平衡状态时,大量的花蜜会到达动物的嘴巴而不是运球。

事实上,其他毛茸茸的花蜜喂食器也是如此,例如蜜蜂和蜂蜜负鼠,研究人员发现它们也表现出*佳的“粘性夹带”,这是指毛状表面可以从浴缸中拖出来的液体量。 。

“对于动物有很多不同的饮酒技术,我们认为喝酒时的饮食习惯是正常的,”麻省理工学院数学系前任讲师皮埃尔 – 托马斯·布伦说●!拔颐窍M颐堑睦砺劢馐驼庵侄嗝梅椒ǖ闹饕魇苹疲颐窍嘈盼颐且丫侠砘苏庵痔厥獾囊眉际酢●!

河南高空作业升降平台车现在是普林斯顿大学的助理教授,他在麻省理工学院与麻省理工学院机械工程系的研究生Alice 河南高空作业升降平台车和机械工程教授兼工程副院长河南高空作业升降平台车“Peko”河南高空作业升降平台车i一起完成了这项工作。麻省理工学院。研究人员发表了他们的结果,这些结果基于数学建模和实验室实验的结合,今天发表在物理评论流体杂志上。

从海狸到蝙蝠

流体流经多毛表面的方式一直是河南高空作业升降平台车i实验室的研究热点。2016年,该团队制作了聚合物薄片,上面镶嵌着微小的聚合物毛发,并研究了这些制成的毛皮如何在将各种液体浸入各种液体的浴缸中时将其封闭。他们的结果揭示了海狸如何使用类似的毛皮在水中潜水时保持温暖。这项工作也启发了头发覆盖的潜水服的想法,以保持游泳者干燥和温暖。

“一旦我们制作了这些表面,我们就会想到,’我们有一个很好的系统,我们可以在其上进行流体实验 – 我们还可以建模什么?’”纳斯托说。

在寻找她的下一个项目时,河南高空作业升降平台车接受了布朗大学研究人员的一项研究,他们拍摄了从花中饮用花蜜的蝙蝠的高速视频。在对视频进行分析之后,他们发现,当动物的舌头进出花朵时,舌头上的微小血管就会充满血液,促使头发直立起来,拖出更多的花蜜。这朵花。

“他们的研究着眼于这种饮酒行为的生理学,但没有过多研究这种花蜜集合的流体力学,”纳斯托说●!八晕颐侨衔饩褪俏颐堑淖长所在,我们可以尝试增加这种理解●!

预测逢低滴水

为此,纳斯托和她的同事们进行了实验来模拟蝙蝠的蘸舌。他们制造了长而舌状的聚合物材料条带,内衬有3毫米高的小毛发,尺寸与实际蝙蝠相似。每个条带覆盖有以各种密度间隔开的毛发。研究人员将这些条带浸入硅油浴中,拍摄实验的高速视频,然后测量在将条带拉回时排出的液体量。

他们开发了一个数学模型来描述表面上毛发的尺寸,这个表面浸入和浸出浴液的速度,以及浴液的性质之间的关系。

作为指南,他们研究了河南高空作业升降平台车,或LLD理论 – 一种常用于表征浸涂的数学方程式,具体而言,是在浸入之后留在平面上的薄膜厚度一个液体浴。河南高空作业升降平台车开发了一种新模型,包括毛发表面的影响,他预计会产生比完全平坦的表面更厚的液体薄膜。

“我们假设’舌头’最初充满了液体,并模拟了这种液体在浴缸中回落所需的时间,”河南高空作业升降平台车解释道。

在他的新模型中,河南高空作业升降平台车还包括某些参数,例如头发的高度和间距,然后在某种意义上反转理论,以预测从表面排出的流体量,而不是剩余的流体量。

研究小组发现,模型以合理的准确度预测了研究人员在实验中测量的液体排出量。

为了进一步测试模型,河南高空作业升降平台车设计了一个简单的实验单元,由两个相隔不同距离夹在一起的玻璃板组成。板之间的空间类似于头发之间的空间,两个板之间的流动类似于两个相邻头发之间的流动。她将电池放在一边并用液体填充,然后将其竖直转动并测量流体排出的速率。她用各种间距的细胞和不同粘度的液体重复实验。结果也与团队新模型的预测结果相符。

“实验让我们相信,我们提出的理论是了解排水速度与毛发间距的关系的一种好方法,”纳斯托说。

天然的高

将研究重点转向自然,研究人员试图了解他们的模型是否可以预测其他毛茸茸的花蜜喂食器的饮酒行为。纳斯托通过动物生理学论文进行了梳理,发现了另外两种具有相似饮酒行为的物种:蜜蜂和称为蜂蜜负鼠的类似小鼠的有袋动物,它们是澳大利亚原产的。

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