Cá heo là tay bơi lặn cừ khôi ở biển cả. Với tốc độ lên tới 15 m/giây, nó có thể bỏ xa các loại tàu thuỷ, tàu lặn thông thường. Cơ chế nào đã gắn "động cơ" cho chúng vậy?
Một vật thể muốn bơi nhanh phải có hình giọt nước, giảm tối đa lực cản do nước gây ra. Nhưng ngay cả trong trường hợp này, bề mặt tiếp xúc vẫn nảy sinh ma sát. Nếu vật chuyển động chậm, lực cản của nước còn nhỏ. Nhưng khi nó chuyển động nhanh, mức độ hỗn loạn của nước trên bề mặt tiếp xúc cũng gia tăng, lực cản cũng vì thế mà tăng vọt. Khi chạy với tốc độ cao, một tàu lặn vỏ bọc thép phải chi tới 90% năng lượng cho việc khắc phục sức cản của nước.
Sau nhiều nghiên cứu, các nhà khoa học cho biết, nếu bề mặt vật thể có độ mềm phù hợp, với những chỗ lồi lõm nho nhỏ, hấp thu và triệt tiêu một cách khéo léo những hỗn loạn trên mặt tiếp xúc, thì vật có thể chuyển động nhanh được. Vì vậy họ giả thuyết, sở dĩ cá heo bơi nhanh vì lớp da của nó có cấu tạo đặc biệt, làm giảm tối đa lực cản của nước.
Khi giải phẫu cá heo, các nhà khoa học phát hiện bề mặt da của nó chia làm 3 lớp: màng ngoài làm bằng chất sừng nhẵn rất mỏng, rồi đến biểu bì và chân bì. Trên chân bì mọc ra vô số mấu ruột rỗng, tựa như những ống tròn nhỏ "cắm" trong lớp biểu bì màu đen. Những ống này đàn hồi rất tốt, có thể triệt tiêu phần lớn lực cản của nước, do đó cá heo có thể di chuyển dưới đại dương với tốc độ đáng nể.
Mô phỏng cấu trúc da cá heo, người ta đã chế tạo ra loại cao su đặc biệt, giàu tính đàn hồi. Bên trong có vô số ống ruột rỗng nhỏ và có đường ống thông giữa các ống rỗng này, dẫn một loại dịch nhớt chảy lên bề mặt. Kết quả là trên bề mặt cao su có một màng mỏng, trơn nhẵn, có sức co dãn, làm giảm bớt lực ma sát với nước. Nhờ vậy, tàu ngầm phủ loại màng mỏng này có thể giảm bớt lực cản do dòng nước sinh ra.
No comments:
Post a Comment