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鲨鱼皮可以提高游泳速度和减少阻力

经过Adrian主教- 2012年2月9日格林尼治时间14:22:0
鲨鱼皮可以提高游泳速度和减少阻力

斑马鲨鱼通过Shutterstock.

一位美国科学家说,特殊的皮肤可以帮助鲨鱼游得更快,但“鲨鱼皮”人造泳衣并没有那么有效。鲨鱼的皮肤上覆盖着锋利的鳞片,类似于牙齿,称为真皮小齿(或(盾状鳞片)),影响水流以减少阻力和增加推力。

Speedo Fastskin II泳装旨在模仿鲨鱼皮和改善游泳时间,但哈佛大学的乔治·劳德说,高科技泳装背后的想法需要更多考虑,称:“所有鲨鱼皮肤研究都在扁平的鲨鱼皮肤模仿中完成了直接和不动产。但鲨鱼皮肤移动。“。

谈论人造泳衣,乔治·劳德说:“事实上,它根本没有像鲨鱼皮那样。我们最终表现出的是,表面属性本身,制造商在过去据称是生物模仿,唐'T做任何事情的推进。“

不过,他说,Speedo泳衣可能会在其他方面提高游泳运动员的表现。

“有各种各样的影响在起作用,而不是由于表面。穿这种泳衣的人会被挤得非常紧,所以它们非常流线型。紧身裤会改变你的血液循环,增加静脉回流到身体的量,紧身裤的设计让你即使累了也能更容易地保持正确的姿势。我相信它们是有效的,但不是因为表面。”

乔治·兰黛和研究生约翰内斯·奥夫纳研究了鲨鱼皮与水的反应,以及它的运动对鲨鱼皮的影响。他们的发现,刚刚发表在实验生物学杂志,展示鲨鱼皮肤如何增加推力。

两人从波士顿市场购买了新鲜的鲨鱼皮,并将鲨鱼皮的小齿等部分切除,然后将其固定在坚硬的铝箔上。这是在一个流动水槽,摆动模仿鱼的运动和它的速度测量。

然后牙出砂光光滑,再次设立箔模型。它的速度以相同的方式测量,发现更快,这证明了鲨鱼皮的小牙柱阻碍了一个刚性游泳运动员。

“但后来我们想起了我们的假设,鲨鱼不是刚性的,”乔治·劳德说,所以他们重复了这个实验,但这次把模型弯曲得像真的鱼一样。

效果非常显著,平滑皮肤的速度提高了12.3%。

他们测试了模仿鲨鱼皮肤的泳衣的游泳性能——锋利的肋骨设计和Speedo Fastskin FS II面料。虽然肋纹设计增加了柔韧箔的游泳速度7.2%,但Speedo面料没有影响。

科学家们随后研究了鲨鱼皮肤是如何影响体内液体流动的。他们把柔软的鲨鱼皮箔放回水中,用激光观察它的旋转运动。他们发现,在减少阻力的同时,皮肤还能产生额外的推力。

乔治·劳德说:“这是最大的惊喜。这不仅仅是减少阻力的特性,而且小齿改变了鲨鱼皮肤附近的流动结构,从而增强了推力。”

这位科学家现在希望设计物理模型,以观察牙齿排列的变化如何影响皮肤上的液体流动。他还希望建立一个计算模型,以更多地了解蒙皮对推力和阻力的有益影响。

研究,题为鲨鱼皮肤的水动力功能和两个仿生应用,由美国国家科学基金会提供资金。

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