Как у уток. Ученые создали синтетические перья, которые помогут кораблям легче плавать

Ученые из Политехнического университета Вирджинии, США, изучили водоотталкивающие свойства утиных перьев и узнали, почему так происходит, сообщает New Atlas

Утиные перья получают свои водоотталкивающие свойства благодаря нескольким особенностям, работающим в тандеме. Во-первых, утки регулярно наносят масло из специальной железы на свои внешние перья, из-за чего вода образует капли и скатывается. Но структура перьев также играет ключевую роль, задерживая воздух, который удерживает воду и не дает птице намокнуть.

Ученые из Политехнического университета Вирджинии впервые исследовали, что происходит, когда перья сложены в несколько слоев. Ученые частично скрепили несколько перьев и сложили их друг на друга, так что не скрепленные части выстроились в линию. Эту конструкцию они поместили в барокамеру, затем на верхнее перо вылили воду и подавали воздух, чтобы вода стекала через перья.

Ученые обнаружили, что, по понятным причинам, чем больше слоев перьев, тем большее давление требуется, чтобы вода прошла сквозь них. И, конечно же, похоже, что разные виды уток, имеют ровно столько перьевых слоев, чтобы оставаться сухими, в зависимости от того, как глубоко они обычно ныряют.

"Наша гипотеза заключалась в использовании нескольких слоев перьев, чтобы вода поступала только частично, но под ними оставались бы воздушные карманы", — говорит Джонатан Борейко, автор исследования. "Пока эти воздушные карманы присутствуют, они предотвращают так называемое необратимое увлажнение. Если увлажнение только частичное, утки могут стряхнуть воду, когда всплывут на поверхность".

На основе полученных знаний, ученые приступили к разработке собственных синтетических водостойких перьев. Они начали с тонкого листа алюминиевой фольги, затем вырезали в нем серию прорезей шириной всего в одну десятую миллиметра, а затем выгравировали на нем наноструктуру, напоминающую крошечные волоски. В результате получилась большая площадь поверхности, которая легче задерживает воздушные карманы.

Когда ученые снова провели тесты, то обнаружили, что синтетические версии перьев работают так же хорошо, как и их природные вдохновители. Ученые говорят, что данная технология может найти применение в производстве синтетических перьев для кораблей, чтобы уменьшить сопротивление воды и не дать ракушкам цепляться за них.

"Если представить корабль, движущийся по воде, как искусственно созданную птицу, то сейчас он плавает голым", — говорит Борейко. "Нам бы хотелось проверить, может ли "одежда из перьев" дать кораблю те же улучшения, от которых выигрывают водоплавающие птицы".