개구리는 혀가 닿았을 때 곤충에 퍼지고 혀가 수축 할 때 두꺼워지고 달라 붙는 전단 얇은 타액을 사용하여 먹이를 잡습니다. 혀의 독특한 재료 특성과 함께,이 2 상 점탄성 유체는 혀를 매우 끈적 거리게 만들어 개구리가 눈 깜짝 할 사이에 자신보다 무거운 먹이를 포착하고 삼킬 수있게합니다. 이 연구는 접착제 및 재료 취급 기술의 새로운 유형의 개발로 이어질 수,과학자들은 말한다.
개구리는 채찍 같은 혀를 가볍게 치면서 놀라운 속도로 날아 다니는 곤충을 잡을 수 있습니다. 그러나 그들이 잡을 수있는 가벼운 곤충 만이 아닙니다. 연구에 따르면 개구리 혀는 개구리 체중의 1.4 배까지 끌어 올릴 수 있습니다. 그리고 개구리는 쥐와 새와 같은 더 큰 동물을 포획하는 것으로 기록되었습니다.
최근 연구의 시작에서,알렉시스 노엘,애틀랜타 조지아 공과 대학에서,동료,촬영 일반적인 표범 개구리,라나 피피 엔스와 다른 종은 초당 1400 프레임의 고속 카메라로 귀뚜라미를 캡처. 그들은 표범 개구리의 혀가 0.07 초 미만으로 곤충을 잡을 수 있다는 것을 발견했습니다-인간이 깜박 할 수있는 것보다 5 배 빠릅니다.
허니 트랩
팀의 계산에 따르면 혀가 수축 할 때 곤충에 가해지는 힘은 중력의 12 배에 달할 수 있습니다. 연구자에 따르면,혀는 매우 부드럽고 점탄성,그리고 비 뉴턴,전단 숱이 타액에 코팅되어 있기 때문에 이러한 세력에서 먹이를 준수 할 수 있습니다. 가위 엷게 하는 것은 액체에 전단력이 그것의 점성을 감소시키는 그것에 의하여 몇몇 액체의 재산입니다. 낮은 가위 비율에 침은 꿀 보다는 아주 두껍고 점성 입니다. 높은 전단력을 실시 할 때,예를 들어 혀가 먹이로 가속 할 때,타액은 약 50 배 적은 점성이되고,얇아,연구진은 발견했다.
“먹이에 충돌하는 동안 타액은 높은 전단 속도를 경험하여 타액이 얇고 유동적이되어 곤충 균열을 관통합니다.”라고 노엘은 설명합니다. “곤충 수축력 도중,침은 낮은 가위 비율을 경험해,위로 굳게 하고 곤충에 그립을 유지하.”
“개구리 타액은 다른 전단 희석액 인 페인트와 비슷합니다.”라고 노엘은 말합니다. “페인트는 브러시로 벽에 퍼지기 쉽습니다. 브러시가 제거되면 페인트가 벽에 단단히 부착됩니다. 이는 적용된 전단 속도에 따라 페인트 점도가 변하기 때문입니다.”
연질 물질
연구자들은 또한 개구리 혀가 가장 부드러운 알려진 생물학적 물질 중 하나라는 것을 발견했다. 그것은 뇌 조직만큼 부드럽고 인간의 혀보다 10 배 더 부드럽습니다. 극단적 인 부드러움은 혀가 충격 중에 먹이 주위를 변형시키고 감싸서 큰 접촉 영역을 만들고 포획 및 접착을 돕습니다.
혀의 부드러움과 점탄성 또한 곤충과의 접촉을 유지하는데 도움을 주며 입안으로 되돌아간다. 연구원에 따르면,혀는 높게 꺾이고 곤충이 개구리로 잡아당기기 때문에 그것의 연약한 조직에 있는 에너지를 저장하고 침과 곤충 사이 별거 힘을 감소시키는 완충기 같이 행동합니다. 노엘은 번지 코드의 비유를 사용합니다. “만약 혀가 더 단단하다면,그것은 마치 사람이 발목을 감싸는 뻣뻣한 밧줄로 다리에서 뛰어내리는 것과 같을 것이다.”
곤충이 개구리의 입 안에 들어가면 전단 숱이 타액이 다시 재생됩니다. 개구리는 입 구멍으로 그것의 인후 아래로 곤충을 밀기 위하여 그것의 안구를 끌어 넣습니다. 이 운동은 타액을 얇고 물기로 만들만큼 충분히 높은 혀와 평행 한 전단력을 생성하며 곤충은 방출되어 삼켜집니다. 2 단계 타액은 먹이 포획의 모든 단계에서 도움이됩니다:낮은 점도는 충격과 방출 동안 돕고,높은 점도는 먹이 접착을 돕습니다.
가역성 접착제
연구진은 이러한 메커니즘이 고속 응용을위한 합성 가역성 접착제의 설계에 영감을 줄 수 있다고 믿는다. 노엘은 그녀가 또는 제조 공장에서 컨베이어 벨트 떨어져 섬세한 물체를 잡아하는 방법으로”드론의 빠른 개체 수집 메커니즘에 사용되는”이러한 접착제를 상상할 수 있다고 물리 세계에 말했다.
벨기에 몬스 대학의 파스칼 담만은 물리학 세계에 말했다:”이 연구는 우리가 카멜레온에 대한 우리의 연구에서 보여준 것을 확인,점성 점액과 함께 혀의 탄성 변형의 조합은 효율적인 먹이 포획을 보장합니다. 그러나 나는 개구리에 대해 관찰 된 접착력이 카멜레온에 대해 관찰 된 접착력보다 훨씬 작다는 것을 알게되어 놀랐다.”
이 연구는 왕립 학회 인터페이스에 설명되어 있습니다.