Jurnal KeSimpulan.com - Transparan, tipis dan tangguh. Sayap serangga tidak serapuh yang terlihat. Belalang Gurun Schistocerca gregaria menjadi hama yang sulit dikalahkan.
Serbuan Belalang Gurun Schistocerca gregaria sulit dipatahkan. Sayap tipis bertahan dari tekanan dengan lentur, memutar, membungkuk serta mengepak jutaan kali. Tes serupa dapat digunakan untuk menganalisis cashing kapal dan pesawat.
Belalang gurun Schistocerca gregaria menjadi hama serangga kesohor karena migrasi berlangsung beberapa hari dengan jangkauan kilometer.
Karakteristik jaringan pembuluh darah di sayap belalang membantu untuk menghentikan retak, mirip kompartemen kedap air dalam kapal.
Selama perjalanan panjang, sayap harus menahan ratusan ribu ketukan sayap tanpa kegagalan.
"Belalang gurun penerbang maraton dalam dunia serangga," kata Jan-Henning Dirks, mekanikawan Trinity College di Dublin.
Seperti semua bagian tubuh serangga, sayap terbuat dari kutikula, bahan alami kedua paling umum di dunia. Mereka terbang berhari-hari di padang pasir dan lautan dengan sayap sepuluh kali lebih tipis dari rambut manusia
"Kami menunjukkan kutikula kaki belalang merupakan salah satu materi alami yang paling sulit di dunia. Sekarang kita ingin tahu apakah ini juga berlaku untuk sayap belalang," kata David Taylor, mekanikawan Trinity College di Dublin.
"Kami cukup terkejut ketika tes pertama menunjukkan membran sayap sudah rapuh. Kami berharap membran setidaknya harus sekuat kaki," kata Dirks.
Namun, ketika Dirks dan Taylor melihat video, sebagian besar retakan efektif terhenti saat mencapai pembuluh darah yang meningkatkan ketangguhan sayap hingga 50 persen. Tapi jika pembuluh darah menjadi penahan retakan, mengapa belalang tidak membuat pembuluh lebih banyak?
"Dibandingkan dengan membran sayap tipis, vena sayap relatif berat. Anda ingin vena sesedikit mungkin untuk menjaga berat badan. Ini seperti kompartemen kedap air di kapal. Terlalu banyak, kapal terlalu berat, terlalu sedikit, lubang tunggal dapat menenggelamkan seluruh kapal," kata Dirks.
Lantas, berapa rasio optimum membran dan pembuluh darah? Peneliti mempelajari pola karakteristik sayap secara rinci dengan mengukur dan melihat bentuk 'sel' vena sekitar 1000 di setiap sayap. Menggunakan mekanika fraktur, jarak vena sayap yang paling cocok disebut 'critical crack length'.
"Berkat jarak yang tepat antar pembuluh darah, celah-celah selalu berhenti sebelum mencapai kritis dan mulai tumbuh sendiri. Alam menemukan mekanisasi 'optimal' sebagai solusi sayap belalang dengan ketangguhan tinggi dan berat badan rendah," kata Taylor.
Pola vena di sayap serangga menjadi desain sayap 'vena' buatan yang lebih tahan lama dan ringan untuk kendaraan mikro. Dan dengan membalikkan analisis bahkan bisa menggunakan jarak vena untuk mempelajari sifat fosil sayap spesies serangga punah.
Veins Improve Fracture Toughness of Insect Wings
Jan-Henning Dirks1, David Taylor1
Akses : DOI:10.1371/journal.pone.0043411
Gambar dan video : J-H Dirks dan David Taylor, PLoS ONE, DOI:10.1371/journal.pone.0043411
YouTube : KeSimpulan.com http://www.youtube.com/user/KeSimpulanTube
Serbuan Belalang Gurun Schistocerca gregaria sulit dipatahkan. Sayap tipis bertahan dari tekanan dengan lentur, memutar, membungkuk serta mengepak jutaan kali. Tes serupa dapat digunakan untuk menganalisis cashing kapal dan pesawat.
Karakteristik jaringan pembuluh darah di sayap belalang membantu untuk menghentikan retak, mirip kompartemen kedap air dalam kapal.
Selama perjalanan panjang, sayap harus menahan ratusan ribu ketukan sayap tanpa kegagalan.
"Belalang gurun penerbang maraton dalam dunia serangga," kata Jan-Henning Dirks, mekanikawan Trinity College di Dublin.
Seperti semua bagian tubuh serangga, sayap terbuat dari kutikula, bahan alami kedua paling umum di dunia. Mereka terbang berhari-hari di padang pasir dan lautan dengan sayap sepuluh kali lebih tipis dari rambut manusia
"Kami menunjukkan kutikula kaki belalang merupakan salah satu materi alami yang paling sulit di dunia. Sekarang kita ingin tahu apakah ini juga berlaku untuk sayap belalang," kata David Taylor, mekanikawan Trinity College di Dublin.
"Kami cukup terkejut ketika tes pertama menunjukkan membran sayap sudah rapuh. Kami berharap membran setidaknya harus sekuat kaki," kata Dirks.
Namun, ketika Dirks dan Taylor melihat video, sebagian besar retakan efektif terhenti saat mencapai pembuluh darah yang meningkatkan ketangguhan sayap hingga 50 persen. Tapi jika pembuluh darah menjadi penahan retakan, mengapa belalang tidak membuat pembuluh lebih banyak?
"Dibandingkan dengan membran sayap tipis, vena sayap relatif berat. Anda ingin vena sesedikit mungkin untuk menjaga berat badan. Ini seperti kompartemen kedap air di kapal. Terlalu banyak, kapal terlalu berat, terlalu sedikit, lubang tunggal dapat menenggelamkan seluruh kapal," kata Dirks.
Lantas, berapa rasio optimum membran dan pembuluh darah? Peneliti mempelajari pola karakteristik sayap secara rinci dengan mengukur dan melihat bentuk 'sel' vena sekitar 1000 di setiap sayap. Menggunakan mekanika fraktur, jarak vena sayap yang paling cocok disebut 'critical crack length'.
"Berkat jarak yang tepat antar pembuluh darah, celah-celah selalu berhenti sebelum mencapai kritis dan mulai tumbuh sendiri. Alam menemukan mekanisasi 'optimal' sebagai solusi sayap belalang dengan ketangguhan tinggi dan berat badan rendah," kata Taylor.
Pola vena di sayap serangga menjadi desain sayap 'vena' buatan yang lebih tahan lama dan ringan untuk kendaraan mikro. Dan dengan membalikkan analisis bahkan bisa menggunakan jarak vena untuk mempelajari sifat fosil sayap spesies serangga punah.
Veins Improve Fracture Toughness of Insect Wings
Jan-Henning Dirks1, David Taylor1
- Department of Mechanical and Manufacturing Engineering, Trinity Centre for Bioengineering, Trinity College, Dublin, Ireland
Akses : DOI:10.1371/journal.pone.0043411
Gambar dan video : J-H Dirks dan David Taylor, PLoS ONE, DOI:10.1371/journal.pone.0043411
YouTube : KeSimpulan.com http://www.youtube.com/user/KeSimpulanTube
Tidak ada komentar :
Poskan Komentar