Как огненные муравьи “склеиваются” в непотопляемые плоты?
Плоты огненных муравьев - поразительное явление природы. Тысячи насекомых хватаются друг за друга и плывут по воде "живыми плотами", величиной с большую тарелку. Но как они выдерживают удары ветра и волн?
Муравьи научились "строить" плоты, чтобы выжить сезон дождей в своих родных лесах Амазонки. За несколько секунд целые колонии спасаются от затопляющей муравейники воды, объединяясь в плавучие кучи и дрейфуя к будущему месту жительства.
Ученые давно заметили, что для образования "плота" муравьи цепляются за челюсти и ноги друг друга. Дэвид Ху (David Hu) из Технологического института Джорджии рассмотрели "плоты" с точки зрения физики: эти объекты функционируют и как вязкая жидкость, и как твердое тело. После удара или растяжения "шары" из муравьев вернутся в исходную форму, как резина.
В своей лаборатории Ху и его коллеги ломали плоты и тыкали в них палками, снимая процесс на видео и анализируя его с помощью микромасштабной компьютерной томографии. Оказывается, эти структуры остаются на плаву благодаря тому, что муравьи неустанно отцепляются друг от друга - и снова прицепляются.
Большинство материалов в одном масштабе функционируют как твердое тело, в другом - как жидкость. Представьте себе воду в бассейне: если вы стукнете по ней кулаком, она с легкостью поддастся и уменьшит силу удара; а если прыгнуть в бассейн из окна небоскреба, она будет сопротивляться удару - и посадка будет отнюдь не мягкой.
А вот плот из живых муравьев сопротивляется и рассеивает внешние силы одинаковым образом в любых условиях. Растягивая и сгибая ноги, муравьи становятся похожими на крошечные пружинки. Отделяясь и подсоединяясь друг к другу, они могут "обтекать" внешние силы - например, палку, которой в них тыкают. Характерно, что плоты из живых муравьев более эластичны, чем из быстрозамороженных.
"Представьте себе, что тысячи людей взялись за руки - только рук у них шесть, и на всех конечностях имеются небольшие крючки и клейкие подушечки", - говорит Ху.
Исследование Ху было представлено на конференции по гидромеханике, которая только что прошла в Питтсбурге (США). Оно поможет инженерам проектировать самособирающихся роботов и разрабатывать более гибкие, водоустойчивые и ударопрочные материалы.
По материалам New Scientist.
Артём Космарский nauka21vek.ru