Εκτυπωτής 3D τυπώνει δέρμα καρχαρία

Το δέρμα του καρχαρία είναι τραχύ στην υφή και είχε χρησιμοποιηθεί παλαιότερα ως γυαλόχαρτο. Στο νερό, όμως, η θαυματουργή αυτή επιφάνεια χαρίζει στο ψάρι τέλεια υδροδυναμική συμπεριφορά. Πείραμα με τεχνητό δέρμα καρχαρία, κατασκευασμένο με εκτυπωτή τριών διαστάσεων, δείχνει τώρα πόσο βελτιώνονται οι επιδόσεις στο κολύμπι.

Τα λέπια του καρχαρία διαφέρουν από τα λέπια των περισσότερων άλλων ψαριών. Τα «δερματικά δόντια», ή «πλακοειδή λέπια», όπως ονομάζονται, θυμίζουν δόντια στη δομή και το σχήμα και διαθέτουν μικροσκοπικά αυλάκια τα οποία εξομαλύνουν τη ροή του νερού.

Προκειμένου να μετρήσουν πόσο οι δομές αυτές βελτιώνουν την υδροδυναμική συμπεριφορά, ερευνητές του Χάρβαρντ αγόρασαν από ιχθυοπωλείο έναν ρυγχοκαρχαρία (Isurus oxyrinchus), έναν ιδιαίτερα υδροδυναμικό καρχαρία γνωστό για την ταχύτητά του.

^{Ο ρυγχοκαρχαρίας (Isurus oxyrinchus) ήταν ιδανικό αντικείμενο μελέτης (Mark Conlin / Wikimedia Commons)}

Σε πρώτη φάση, ο Τζορτζ Λόντερ και οι συνεργάτες του δημιούργησαν ένα μοντέλο του δέρματος του καρχαρία σαρώνοντάς το σε τρεις διαστάσεις. Στη συνέχεια χρησιμοποίησαν έναν εκτυπωτή 3D για να κολλήσουν χιλιάδες τεχνητά πλακοειδή, μήκους δύο χιλιοστών, και στις δύο πλευρές μια εύκαμπτης μεμβράνης.

Η μεμβράνη αναρτήθηκε τελικά σε έναν ρομποτικό βραχίονα ο οποίος είτε την κρατούσε ακίνητη σε μια δεξαμενή με νερό που έρεε, είτε την κουνούσε, μιμούμενος τις κινήσεις του καρχαρία, μέσα σε στάσιμο νερό.

Οι μετρήσεις έδειξαν ότι τα πλακοειδή μείωσαν την οπισθέλκουσα (αντίσταση) κατά 8,7% στο νερό που έρεε, αναφέρουν οι ερευνητές στο Journal of Experimental Biology. Και όταν η μεμβράνη μιμούνταν τις κολυμβητικές κινήσεις του καρχαρία τα πλακοειδή αύξησαν την ταχύτητα κατά 6,6% και μείωσαν τη δαπάνη ενέργειας κατά 5,9%.

Το πείραμα επιβεβαιώνει αυτό που όλοι υποψιάζονταν: το δέρμα του καρχαρία είναι το ιδεώδες μαγιό.

Οι ερευνητές δεν αποκλείουν το ενδεχόμενο παρόμοια τεχνητά υλικά να χρησιμοποιηθούν μια μέρα σε μαγιό για αθλητές κολυμβητές, αν και αυτό όμως θα προσέκρουε σήμερα σε σημαντικά τεχνικά εμπόδια.

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ