Credit: 東京大学
高速度カメラ、CTスキャナー、そしてネイルアート用品の助けを借りて、日本の科学者たちは、テントウムシが羽をたたんで収納する精巧な方法を垣間見ることに成功した。
この研究は、航空学から傘に至るまで、あらゆる分野に影響を与える可能性があります。
今週、米国科学アカデミー紀要に掲載されたこの研究では、テントウムシが、飛ぶのに十分な強度を持ちながら、邪魔にならないように素早く折り畳める羽をどのようにして持つことができるかを探りました。
結局のところ、翅は、彼らが折りたたんで中に収める黒斑の翅ケースよりもはるかに大きいのです–翅を広げる動画を見ればすぐにわかるように。
しかし、東京大学の研究者は、実際に翅ケースを最初に閉じ、それから翅を中に引っ張るので、てんとう虫が翅をどうやってしまうのかは誰にもわからなかったと説明しています。
そこで彼らは、あの特徴的な赤と黒のケースを、ネイルアートによく使われる紫外線硬化樹脂で作られた透明なケースに置き換えました。 この人工翼のケースはエリトロンと呼ばれ、研究者は翼がどのように折り畳まれるかを観察することができました。
Credit: University of Tokyo
「てんとう虫がネイルアートの樹脂でできた人工エリトロンを使って羽をたためるかどうかはわかりませんでした」と東京大学教授で研究の中心人物である斉藤一也先生は言います。 「研究者たちは、高速度カメラを使ってこのプロセスを記録し、折りたたんだ翅と展開した翅をCTスキャンして、折り目の正確なパターンを明らかにしました。
羽が折り畳まれるプロセスは折り紙に似ています。実際、科学者たちは折り紙を使って、羽の折り畳みの一部を再現しました。 University of Tokyo/PNAS hide caption
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Scientists created a paper model showing how one parts of a ladybug’s wing when the wings are tucked away out of use.
東京大学/PNAS
そして翅は、「テープスプリング」-カーペンターテープがそれ自体をまっすぐに保つことができる種類の曲線-を使用する静脈の一部によって拡大しても安定したままです。
「複雑な折りたたみを実現するてんとう虫の技術は、特にロボット工学、機械工学、航空宇宙工学、機械工学の分野の研究者にとって、非常に魅力的で斬新です」と、大学のプレスリリースによると、斉藤氏は言います。
研究の中で、科学者はこの研究に対して、飛行機の翼、折りたたみアンテナや太陽アレイなどの宇宙技術、傘やファンなどのはるかにありふれたものなどの即時アプリケーションを示唆しています。