Искусственная клешня создает в воде ударные волны и плазму

Клешни некоторых ракообразных выделяются поразительной силой, а раки-щелкуны, отличающиеся асимметричной, исключительно крупной клешней, захлопывают их с такой скоростью, что поражают добычу на расстоянии, созданной при этом ударной волной. Физики Техасского университета A&M создали искусственный аналог такой «боевой клешни» размерами в несколько раз больше оригинала и продемонстрировали ее в действии. Их статью публикует журнал Science Advances.

Стремительное захлопывание мощной клешни креветками Alpheus и их родственниками создает узкий поток воды, движущийся быстрее звука. В хвосте этого потока формируются пузырьки, которые схлопываются, создавая области огромного перепада давления и высоких температур. Они и приводят к появлению ударной волны. А в качестве «побочного продукта» схлопывающиеся пузырьки оставляют за собой крошечные сгустки плазмы — ионизированных молекул.

Синь Тан (Xin Tang) и Дэвид Стаак (David Staack) провели трехмерное сканирование клешней креветок Alpheus formosus. Эти данные использовали для создания трехмерной модели и распечатки аналогичной системы, увеличенной в пять раз, на 3D-принтере. Механизм срабатывал с той же скоростью, что и миниатюрная клешня, и инженеры проследили за ним с помощью высокоскоростной видеокамеры.

Стоит сказать, что главная цель ударяющей клешней креветки состоит в создании ударной волны, но американских разработчиков больше интересует плазма. Ее заряженные частицы высокореактивны и позволяют быстро обеззараживать воду, эффективно уничтожая содержащиеся в ней бактерии и даже вирусы. Возможно, когда-нибудь такие «гигантские клешни» будут молотить воду на промышленных станциях очистки или даже в домашних фильтрах.