żaby chwytają zdobycz za pomocą ścinającej śliny, która rozprzestrzenia się na owady, gdy język uderza, a następnie zagęszcza się i przykleja, gdy Język się wycofuje-twierdzą naukowcy z USA. W połączeniu z unikalnymi właściwościami materiału języka, ten dwufazowy, lepkosprężysty płyn sprawia, że język jest wyjątkowo lepki, umożliwiając żabom chwytanie i połykanie zdobyczy cięższej od siebie w mgnieniu oka. Badania te mogą doprowadzić do opracowania nowych rodzajów klejów i technologii transportu materiałów-twierdzą naukowcy.
żaby potrafią łapać latające owady z zadziwiającą prędkością, jednym ruchem ich biczopodobnych języków. Ale nie tylko lekkie owady mogą chwytać. Badania wykazały, że język żaby może podciągnąć do 1,4 razy więcej niż ciężar ciała żaby. I żaby odnotowano łapania większych zwierząt, takich jak myszy i ptaki.
na początku najnowszych badań Alexis Noel z Georgia Institute of Technology w Atlancie i współpracownicy sfilmowali żaby lamparta, ranę pipiens i inne gatunki przechwytywające świerszcze za pomocą szybkiej kamery z prędkością 1400 klatek na sekundę. Odkryli, że język lamparta-żaby może uchwycić owada w czasie krótszym niż 0,07 s – pięć razy szybciej niż ludzie mogą mrugać.
pułapka na miód
obliczenia zespołu pokazują, że gdy Język się chowa, siła na owada może osiągnąć 12 razy więcej niż grawitacja. Język jest w stanie przylegać do zdobyczy pod takimi siłami, ponieważ jest niezwykle miękki i lepkosprężysty, a także pokryty nie-Newtonowską, ścinającą śliną-twierdzą badacze. Ścinanie jest właściwością niektórych płynów, przy czym siła ścinająca na płyn zmniejsza jego lepkość. Przy niskich szybkościach ścinania ślina jest bardzo gruba i bardziej lepka niż miód. Ale gdy poddawane dużych sił ścinających, na przykład, gdy język przyspiesza do żerowania, ślina rozrzedza, staje się około 50 razy mniej lepki, naukowcy odkryli.
„podczas uderzenia ofiary ślina doświadcza wysokich szybkości ścinania, co powoduje, że ślina staje się cienka i płynna, penetrując pęknięcia owadów”, wyjaśnia Noel. „Podczas wycofywania owadów ślina doświadcza niskich tempa ścinania, ujędrniając i utrzymując przyczepność owada.”
” ślina żaby jest jak farba, kolejny płyn do ścinania ” -mówi Noel. „Farbę można łatwo rozprowadzać na ścianach za pomocą pędzla. Po usunięciu pędzla farba pozostaje mocno przyklejona do ściany. Wynika to z faktu, że lepkość farby zmienia się wraz z przyłożoną szybkością ścinania.”
Miękki materiał
naukowcy odkryli również, że Żabi język jest jednym z najdelikatniejszych znanych materiałów biologicznych. Jest tak miękki jak tkanka mózgowa i 10 razy bardziej miękki niż ludzki język. Ekstremalna miękkość umożliwia odkształcanie się języka i owijanie się wokół ofiary podczas uderzenia, tworząc dużą powierzchnię kontaktu, ułatwiając chwytanie i przyczepność.
miękkość języka i lepkosprężystość pomagają również utrzymać kontakt z owadem, gdy chowa się z powrotem do ust. Według naukowców język jest silnie zwilżony, a gdy owad jest szarpany w kierunku żaby, działa jak amortyzator, magazynując energię w tkance miękkiej i zmniejszając siły separacji między śliną a owadem. Noel używa analogii do sznurka bungee. „Gdyby język był sztywniejszy, to byłoby jak człowiek skaczący z mostu ze sztywną liną owiniętą wokół kostki.”
gdy owad znajdzie się w paszczy żaby, ścinająca się ślina wchodzi do gry ponownie. Żaba wciąga gałki oczne do jamy ustnej, aby wepchnąć owada do gardła. Ten ruch wytwarza siłę ścinającą równoległą do języka, która jest wystarczająco wysoka, aby obrócić ślinę cienką i wodnistą, a owad jest uwalniany i połykany. Dwufazowa ślina pomaga we wszystkich fazach chwytania zdobyczy: niska lepkość pomaga podczas uderzenia i uwolnienia, a wysoka lepkość pomaga w adhezji zdobyczy.
Kleje odwracalne
naukowcy uważają, że mechanizmy te mogą zainspirować do projektowania syntetycznych klejów odwracalnych do zastosowań o dużej prędkości. Noel powiedziała Physics World, że może sobie wyobrazić taki klej „używany do szybkiego mechanizmu zbierania obiektów w dronach” lub jako sposób chwytania delikatnych przedmiotów z taśmy przenośnika w zakładzie produkcyjnym.
Pascal Damman z Uniwersytetu w Mons w Belgii powiedział Physics World: „to badanie potwierdza to, co wykazaliśmy w naszej pracy nad kameleonami, połączenie elastycznego odkształcenia języka wraz z lepkim śluzem zapewnia skuteczne chwytanie zdobyczy. Jestem jednak zaskoczony, że siła adhezji zaobserwowana dla żab jest znacznie mniejsza niż siła adhezji zaobserwowana dla kameleonów.”