Na londonski univerzi so izvedli dve študiji, ki kažeta, da hrapavost ribjih lusk ne deluje, kot tipična hrapavost drugih materialov. Čeprav se oblika in velikost pri vrstah razlikujeta, so ribje luske v bistvu vrsta prekrivajočih se izboklin, v obliki školjk. Vrhovi neravnih lusk, za seboj ustvarjajo počasnejši pretok vode. Prekrivajoče se strani lusk tvorijo doline, skozi katere preteče večino vode. Ko riba plava, ustvarja izmenične pasove “nizkega pretoka”; za vrhovi ribjih lusk “visokega pretoka” za dolinami.
Ta progast vzorec preprečuje, da bi se luske obnašale kot tipična hrapava površina, ker ohranjajo pretok čez ribe, enakomerno, kot nežen tok potoka. Fiziki temu pravijo “laminarni” tok, kar pomeni, da tekočina teče v vzporednih tokovih ali laminaciji, namesto da bi se vrtela in motila. Njeno nasprotje – turbulentni tok – je kot brizgajoča reka, ki se peni okoli kamenja, vrtinči in meša. Smiselno je, da bi ribe lažje plavale proti toku potoka, kot po brzeči se reki. Toda ta raziskava ne govori o tem, kako laminarno ali turbulentno je lahko telo v vodi. Gre za pretok, tik ob koži plavajočih rib, na območju, imenovanem “mejna plast”.
Bruecker iz Univerze v Londonu pojasnjuje, da za ribe, ki plavajo v oceanu, voda v dometu 30,48 m ni moteča, pa tudi da oddaljena voda ne prispeva k trenju, ki ga morajo ribe premagati, da se premaknejo naprej. Tudi nekaj centimetrov oddaljena voda nima velikega vpliva na upor. Na upor vpliva kritični milimeter volumna vode, ki se nahaja tik ob ribji koži.
Če postane tok, v tej mejni plasti, turbulenten, Bruecker pravi, da se trenje poveča za skoraj petkrat. Ribje luske, z nižjim uporom ohranjajo enakomeren, laminarni pretok ob telesu rib.
V enem poskusu so raziskovalci z barvilom vizualizirali pretok čez ravno, gladko ploščo in ga primerjali z luskasto površino. Čez gladko ploščo je tok hitro »razpadel« v turbulentno vrtinčenje in mešanje, ker ni bilo nobenih struktur, ki bi ga izravnale. Nasprotno, pa so rdeče proge na lestvici pokazale, da se je laminarni profil ohranil na veliko daljši razdalji od gladke plošče. Seveda, ko riba plava vse hitreje in hitreje, bo tok sčasoma postal moten. Ribje luske odlašajo s prehodom.
Znanstveniki so ugotovili, da pretok v mejni plasti ne določa samo oblika ribjih lusk, temveč tudi njihova velikost. Če bi se luske preveč razširile, bi delovale kot tradicionalna hrapava površina, mešale bi vodo in zvišale upor. Torej, hitrejši plavalci, ki imajo tanjše mejne plasti, potrebujejo manjše luske. Raziskovalci menijo, da bi to lahko pojasnilo, zakaj imajo nekateri hitri plavalci, kot je tuna, manjše luske kot počasnejši plavalci, kot je krap.
Ena ključnih ugotovitev raziskave je bila, da lahko odložitev prehoda na turbulentni tok preko luskastih površin zmanjša upor do 27 %, v primerjavi z gladkimi površinami. Zakaj je to pomembno za ribe? “Vse je v varčevanju s kinetično energijo,” pravi Bruecker. Učinkovitejše plavanje ribam omogoča, da z manj hrane, premagajo večje razdalje.
Možnosti apliciranja
Vključitev ribjih lusk v materialne zasnove lahko tudi pomaga ljudem, da porabijo manj goriva. Obloženi premazi v ceveh lahko zmanjšajo izgube zaradi trenja vzdolž cevovodov. Jedkanje lusk na površine letal, podmornic in avtomobilov, bi lahko tudi izboljšalo učinkovitost porabe goriva in zmanjšalo emisije toplogrednih plinov.
Obiščite nas na družabnih omrežjih (Facebook, Instagram)
Povzeto po AskNature.org