رازِ لانه محکم پرندگان چیست؟ - هوای اصفهان

به گزارش هوای اصفهان، یک پرنده برای ساخت لانه اش به سراغ هیچ شاخه قدیمی و خشکی نمی رود، بلکه همیشه در پی موادی است که به یاری آن ها بتواند لانه ای محکم و پایدار بسازد! هانتر کینگ (Hunter King) فیزیکدان دانشگاه آکرون در اوهایو می گوید: این مساله برای من کاملاً مبهم است، چراکه به نظر می رسد پرندگان ویژگی ها و قابلیت های یک تکه چوب را درک می نمایند و می توانند بفهمند که آیا مشخصه های آن مناسب ساخت لانه هست یا نه!

لانه پرنده نسخه خاصی از مصالح دانه ای (Granular Material) به شمار میرود که از مواد کوچک تری (همانند شن و ماسه) تشکیل شده است. به همین دلیل کینگ و همکارانش ترکیبی از آزمایش ها و شبیه سازی های کامپیوتری را برای درک بهتر ویژگی های مصالحِ دانه ای در ساخت آشیانه به کار بردند؛ شما می توانید نتیجه این مطالعه را در ژورنال Physical Review Letters با جزئیات بیشتر مطالعه کنید.

پرندگان بدون آزمایش، مواد مناسبِ لانه سازی را انتخاب می نمایند!

در یکی از آزمایش های این گروه تحقیقاتی، یک پیستون به طور مکرر 460 چوبِ بامبو را که در داخل یک استوانه قرار داده شده بود، فشرده کرد. در عین حال با اجرای شبیه سازی های رایانه ای محققان توانستند نقاط تماسِ چوب های بامبو طی اعمال فشار را تجزیه و تحلیل نمایند. جالب است بدانید که تحلیل این نقاط برای درک خواص مواد امری کلیدی است.

مسلما اعمال فشار بیشتر به توده چوب های بامبو، آن ها را سفت تر می نماید، به این معنی که در برابر تغییر شکل مقاومت بیشتری خواهند داشت. با بیرون آمدن پیستون، چوب های بامبو روی هم می لغزند و نقاط تماس بین آن ها تغییر می نماید و شکلی نو به خود می گیرد. شبیه سازی ها نشان می دهد که سفتی این توده با افزایش نقاط تماس در بین چوب های بامبو، حاصل می شود و در ادامه از خم شدن بیشتر آن ها جلوگیری می نماید.

نقش پدیده هیسترزیس در آزمایش ها

طبق پدیده پسماند یا هیسترزیس (Hysteresis) که این آزمایش ها هم از آن متاثر است، تغییراتِ سفتی توده بامبو نسبت به حرکت پیستون کُندتر عمل می نماید. بنابراین با وجود چنین پدیده ای توده بامبو هنگام فشرده شدن به داخل، سفت تر از زمانی خواهد بود که با برگشت پیستون، مواد به عقب برمی شود. در این فرآیند، شبیه سازی ها نشان می دهد که هیسترسیس به این علت به وجود آمده است که اصطکاک اولیه بین بامبوها باید قبل از باز تنظیم مجدد نقاطِ تماس، رفع شود.

فراتر از بحث لانه ی پرندگان، این تحقیق می تواند برای سایر مواد با آرایش نامرتبی از الیاف بلند، مانند نمد نیز به کار رود. درواقع با درک بهتر مشخصه های فیزیکی چنین موادی، مهندسان می توانند از آنها برای ایجاد ساختارهای نوی استفاده نمایند که نه تنها از تخم های پرندگان، بلکه از سایر چیزهایی که برای انسان ها ارزشمند است، محافظت کند.

منبع: Science News