Həyatın Mənşəyielmi araşdırmalar

Biomimetika: təbiətdən ilham alan texnologiya

Delfin dərisi gəmilərdə yanacaq qənaəti təmin edir

Mənbə: New AtlasOxu müddəti: ~3 dəq.

Dalğaların arasında sürətlə üzən iki delfin

Ningbo Material Texnologiyaları və Mühəndisliyi İnstitutu (NIMTE) tərəfindən işlənib hazırlanmış və delfin dərisini təqlid edən örtüklə örtülmüş yeni pər, böyük yük gəmilərində yanacaq sərfiyyatını əhəmiyyətli dərəcədə azaltmaq potensialı daşıyır.1

Yüz ildən çoxdur ki, alimlər və mühəndislər sürətli və manevr qabiliyyəti yüksək su nəqliyyat vasitələri inşa etmək üçün delfinləri model olaraq götürürlər. Delfinlər suyun içində bu qədər asanlıqla süzülə bilən və mühit şəraitinə məhəl qoymadan çox hündürə tullanan bir canlı olaraq, sürtünməni minimuma endirən xüsusiyyətləri ilə də təqlid üçün kifayət qədər yaxşı bir nümunədir.

Maraqlı olanı odur ki, normal şəraitdə bir delfin belə üzə bilməməlidir. Çünki ilk növbədə suda sürtünmə çox böyükdür və bir delfinin əzələləri, çəki nisbətinə görə ancaq bir insanın əzələləri qədər güclüdür, buna görə də normal şəraitdə delfinin bu sürətlərə çata bilməməsi lazımdır!

Bu ziddiyyət 1936-cı ildə ingilis zooloqu Ceyms Qrey tərəfindən irəli sürüldüyü üçün “Qrey paradoksu” adı ilə tanınır.

Sakit dənizdə sudan tullanan delfinlər

Bu maraqlı vəziyyətdən yola çıxan mühəndislər bəzi məqamları yeni-yeni fərq etməyə başladılar. Məsələn, dənizin işıldadığı bir gecədə birlikdə üzən suitiləri və delfinləri izləsəniz, işıq saçan plankton zərrəciklərinin xüsusilə suitilərin ətrafında turbulent bir xaos içində hərəkət etdiyini, delfinlərin üzərindən isə düz xətlər şəklində sürüşdüyünü görərsiniz. Araşdırmalar nəticəsində bu vəziyyətin delfinlərin dərisinin fövqəladə quruluşundan qaynaqlandığı ortaya çıxdı.

Laminar və turbulent axının müqayisəsi
Laminar axında su bədənin üzərindən hamar laylarla sürüşür; turbulent axında isə burulğanlar yaranır və sürtünmə artır.

Təfərrüata varsaq, delfin dərisi selik ifrazatları ilə birləşdikdə, fərqli sürətlərdə üzərkən belə özünü dəyişdirə bilən elastik bir mikrostrukturdan ibarətdir. Yüksək sürətlərdə dəri çox nazik bir turbulensiya təbəqəsi yaradır. Bu təbəqə demək olar ki, sürtünməsizdir və delfinin ətrafındakı suyun “laminar axın” adlanan sistemlə üzərindən sürüşərək getməsinə imkan verir.

Suyun səthində üzən delfinlər yaxın plandan

Günümüzdə laminar axın həm dəniz nəqliyyat vasitələrində, həm də təyyarələrdə sürtünməni azaltmaq və sürəti artırmaq üçün istifadə olunur. İndi isə Ningbo İnstitutu bu prinsipi gəmi pərlərinə tətbiq etməyə başlamışdır. Bu prosesdə Ningbo İnstitutu “bionik delfin dərisi” adlandırdığı örtüyü ənənəvi pərə tətbiq edir, lakin bu tam olaraq delfininkinə bənzəmir; çünki delfin dərisi çox daha kompleks və mürəkkəbdir. Bunun əvəzinə örtük dinamik interfeys materiallarından və 0,1 ilə 0,2 mm arasında dəyişən elastik bir mikrostrukturdan ibarətdir. Bu, su ilə olan kəsmə qüvvəsini azaldır və pərin səmərəliliyini artırır.

Quru dokda böyük gəmi pəri və sükanı
Böyük tonnajlı gəminin pəri və sükanı (illüstrativ foto)

Ningbo İnstitutu bu yaxınlarda dünyanın tanınmış şirkətlərindən olan COSCO SHIPPING ilə əməkdaşlıq edərək, 300 000 tonluq çox böyük xam neft tankerində yeni hazırladığı bu biomimetik pər sistemlərinin sınaqlarını həyata keçirdi və uğur qazandı.

Çin sahil limanları ilə Yaxın Şərqin mühüm limanları arasında 200 gündən çox davam edən və 35 000 dəniz mili (təxminən 65 000 km) məsafəni əhatə edən sınaq səfərlərində pərlər xam neft daşıyıcısının yanacaq sərfiyyatında ilk cəhdlərdə 2%-lik qənaət təmin etdi. Tədqiqatçılar, ilkin mərhələdə bir pilot tətbiq olsa da, biomimetik delfin dərisini bir pərin üzərinə yerləşdirməyin 20 000 ABŞ dollarına başa gələcəyini, lakin bunun ildə 140 000 dollardan çox qənaət təmin edərkən CO2 emissiyasını 900 tondan çox azaldacağını təxmin edirlər.

Delfinlərin dərisində görünən bu möcüzəvi quruluş, sudakı yox dərəcəsində olan sürtünməsi və daha bir çox xüsusiyyəti öz-özünə yaranmamış, Rəbbimiz tərəfindən xüsusi olaraq dizayn edilmiş fövqəladə bir yaradılış nümunəsidir. Belə bir materialın sürətə ehtiyacı olmayan suitilərdə olmayıb yalnız delfinlərdə tapılması isə ayrı bir yaradılış möcüzəsidir.

Dərilərindəki xüsusi hidrodinamik quruluşla yanaşı, delfinlərin öz aralarındakı ünsiyyət və çıxardıqları kompleks səslər kainatı yoxdan var edən Uca Rəbbimizin qüsursuz yaradılışının saysız nümunələrindən yalnız biridir.

Mənbə

  1. David Szondy, “Bionic dolphin skin propeller slashes hundreds of tonnes of emissions”, New Atlas, 18 aprel 2024. ↩