Издалека акулья кожа представляется блестящей и гладкой. Однако при тщательном рассмотрении становится ясно, что она вся покрыта мелкими чешуйками с "зубцами". Данные мельчайшие структуры сокращают лобовое сопротивление, каковое мешает животному передвигаться вперед, и этим самым содействуют эргономичному плаванию.

Так как брать у акул кожу было б не только лишь неэтично, но и глупо, инженеры Д. Лаудер, Л. Вэнь и Д. Уивер из Гарвардского университета задумали сделать искусственное ее подобие. В своих статьях авторы подчеркивают, что структура созданной ими искусственной кожи может увеличивать скорость в воде на 6,6%.

Вначале Лаудер взял маленький образец акульей кожи для сканирования и получил изображение структуры в высочайшем разрешении. Потом он увеличил фотоснимок до 1-го зубчика (длина примерно 0,15 мм), чтоб получить детализированную его модель. На ПК инженеры сделали рисунок, воспроизведя 1 акулий зубчик много тысяч раз на одинаковом расстоянии.

"После изучения нескольких версий подходов, мы поняли, что единственный способ внедрить жесткие зубцы в гнущуюся подложку - 3d печать в Москве", - говорит Лаудер. У акулы зубцы размещены на мембране (другими словами структура состоит из различных материалов, что является затруднением для 3D-печати) и ложатся друга на друга (другая проблема). После тестов, занявших у специалистов год, им удалось сделать модель с хорошим расстоянием между зубцами. Для этого подбирали разные протоколы печати и материалы.

"Мы разглядели получившуюся гибкую подложку с зубцами в сканирующий микроскоп и выяснили, что мы все же выполнили задуманное", - признался Лаудер.

Чтоб оценить разработку на эффективность, эксперты закрепили образцы кожи на гибкую фольгу и опустили данную конструкцию в воду. Имитировав движения рыбы, они определяли силы, действующие на объект.

Оказалось, сопротивление при прямом движении с малой скоростью снизилось почти на 9%, а при очень больших скоростях (0,6 м. в сек.) акулья кожа провоцирует сопротивление на 15% большее, чем у гладкой мембраны. В общем когда прототип поплыл, извиваясь, как будто рыба, скорость выросла на 6,6%, при снижении расхода энергии на 6%.

Тесты еще не завершены. Инженеры желают посмотреть, как воздействуют на производительность изменения в размещении зубчиков по отношению друг к другу. Когда будет создана лучшая модель, Лаудер с коллегами попробуют сделать из нее технологичный костюм для дайвинга.

Источник: http://3dplemya.ru/printscan/3d-pechat