Morfologia dell'artiglio del dentice del gambero azzannatore A. formosus. Credito:Tang e Staack, Sci. Adv . 2019; 5 :eaau7765
Un team di ingegneri meccanici della Texas A&M University ha trovato un modo per generare plasma sott'acqua copiando l'azione di scatto dei gamberetti. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Progressi scientifici , il gruppo descrive come hanno creato un artiglio meccanico per gamberetti nel loro laboratorio e come ha funzionato.
Gli scienziati sono stati in grado di creare plasma sott'acqua per un po' di tempo, principalmente utilizzando l'elettricità. La saldatura viene eseguita sott'acqua utilizzando proprio una tale tecnica. Sono stati utilizzati anche i laser, ma nessuno dei due metodi è molto efficiente. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno cercato di trovare un modo più efficiente per generare plasma sott'acqua imitando le azioni dei gamberetti che si schiantano.
Ricerche precedenti hanno dimostrato che i gamberi azzannanti sono in grado di produrre sia un'onda d'urto che plasma usando il loro artiglio fuori misura. Il gambero è in grado di generare sia chiudendo l'artiglio molto velocemente, forzando uno stantuffo in una presa che espelle un flusso d'acqua. L'acqua si muove così velocemente che si forma una bolla, che crolla immediatamente. L'improvvisa area di bassa pressione fa salire le temperature molto rapidamente, rendendo le cose così calde da produrre plasma che emette luce.
Per ricreare la meccanica dell'artiglio di gambero, i ricercatori hanno raccolto i gusci muti lasciati dai gamberetti e facendo scansioni di veri artigli di gambero. Ciò ha portato a un design (cinque volte più grande dell'originale) che il team ha utilizzato per stampare in 3D il proprio artiglio di gambero che si spezza. Il loro modello differiva in alcuni modi sottili, però, perché volevano che l'artiglio si spezzasse senza l'uso del muscolo:creavano tensione usando un'asta a molla, Per esempio, che fece ruotare rapidamente la parte superiore dell'artiglio sul loro stantuffo.
Nel testare il loro artiglio, i ricercatori hanno scoperto che era in grado di ricreare fedelmente l'azione del vero gambero:innescarlo ha provocato la produzione di un'onda d'urto e la produzione di plasma che emette luce. Hanno anche scoperto che potevano ridurre le dimensioni dell'artiglio senza influire sulle sue prestazioni:nei gamberetti, l'artiglio deve essere grande per ospitare il muscolo che chiude l'artiglio. Ritengono che ulteriori modifiche potrebbero portare allo sviluppo di un dispositivo adatto a produrre plasma in quantità sufficienti per applicazioni di perforazione o saldatura.
modello CAD. (A) Stantuffo Dactyl con albero a gradino e molla di torsione. (B) Propo immobile e volume della cavità dell'incavo, con una larghezza del canale di uscita della presa di 3,3 mm. (C) Geometria del volume della presa acquisita in CAD. (D) Modello CAD del dispositivo bioispirato. (E) Dispositivo bioispirato prodotto con molle di torsione. Credito:Tang e Staack, Sci. avv. 2019; 5 :eaau7765
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