Физики объяснили режущую форму шипов розы
Форма шипов розы оказалась механическим компромиссом между режущей способностью и прочностью. Ученые из Дании с помощью силиконовых моделей выявили, что умеренно сплюснутые шипы лучше круглых рассекают мягкую ткань, но при этом не сгибаются и не сминаются под нагрузкой.
Шипы роз представляют собой выросты ее наружных тканей, не имеющие собственной проводящей системы. Поэтому их сравнительно легко отломить вместе с небольшим кусочком коры. Шипы обычно рассматривают как защиту от травоядных. Но конкретно у роз они могут выполнять и другую задачу. Шипы могут цепляться за соседние ветви и поддерживать длинные побеги. В сельском хозяйстве же шипы создают лишь сложности, поскольку травмируют работников и повреждают цветы, поэтому селекционеры пытаются выводить сорта без них.
Ранее ученые объяснили, как шипы образуются и почему не ломаются под нагрузкой. Они показали, что по мере развития в них накапливаются лигнин и защитные вещества, а их образование регулирует система, похожая на ту, что управляет развитием растительных волосков. Позднее ботаники исследовали шипы шиповника и обнаружили сочетание изогнутой формы, прочных клеточных стенок и внутренней структуры, распределяющей напряжение. Благодаря этому шип выдерживает нагрузку и остается надежным.
Однако применительно к розам таких научных работ не проводили. Как правило, иглы кактусов, колючки боярышника и большинство острых предметов в поперечном сечении близки к кругу. Такая геометрия хорошо подходит для прокалывания и одинаково сопротивляется изгибу в разных направлениях. Шип розы же заметно сплюснут и напоминает короткое изогнутое лезвие.
Ученые из Орхусского университета (Дания) предположили, что сплюснутая форма нужна не для прокола, а для движения вдоль мягкой поверхности. В этом случае острие должно одновременно цепляться, разрезать материал и не сгибаться под боковой нагрузкой. Исследование опубликовано в Journal of the Royal Society Interface.
Специалисты изучили форму 113 шипов роз 19 сортов. Ее описывали отношением ширины поперечного сечения к его толщине. Типичный шип оказался почти втрое шире, чем толще.
Чтобы доказать механический смысл такой геометрии, ученые изготовили искусственные шипы из эластичного силикона. Их сечение менялось от почти круглого до сильно вытянутого. Модели закрепляли на небольшом роботе и протаскивали через желатин, служивший аналогом мягкой ткани. Опыт имитировал ситуацию, когда животное задевает стебель или побег розы скользит относительно опоры.
Почти круглое острие хорошо сопротивлялось прямому нажиму, однако при движении вбок изгибалось по ходу движения. Оно не погружалось глубоко и, как правило, оставляло поверхностную царапину. Сплюснутая модель действовала иначе. Ее узкий край работал как лезвие, а широкая сторона сохраняла жесткость. Такое острие лучше рассекало желатин и могло надежнее за него цепляться.
При этом сильно вытянутые модели становились слишком тонкими, теряли устойчивость и сминались. То есть шип должен быть способен резать, обладать сопротивлением изгибу и быть устойчивым к смятию. Наиболее выгодным для этого оказался диапазон отношений ширины к толщине от двух до четырех. Именно в него попало большинство измеренных шипов настоящих роз.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые Томского политехнического университета в составе международного коллектива впервые подробно изучили, как молекулы двух редких изотопов германия поглощают инфракрасное излучение. На основе этих данных ученые составили подробную «карту линий» — специальный набор спектроскопических признаков, по которым вещество можно будет узнать даже в сложной газовой смеси.
Исследователи Института искусственного интеллекта и цифровых наук ФКН НИУ ВШЭ разработали подход, который помогает эффективнее подбирать рекомендательные алгоритмы. В нем разные методы попарно соревнуются, а по результатам всех поединков составляется общий рейтинг. Это помогает сократить число алгоритмов, которые нужно проверять при разработке новых сервисов, и сэкономить денежные и временные ресурсы.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина разработали первый отечественный гелеобразователь для гидроразрыва пласта на основе сжиженных углеводородных газов. Разработка позволяет заместить импортные реагенты, необходимые для освоения трудноизвлекаемых запасов нефти.
Биологи провели молекулярный анализ тканей человеческого мозга и выяснили, что при тяжелой депрессии останавливается процесс образования новых нейронов. Открытие показало, что природа заболевания кроется не только в химическом дисбалансе нейромедиаторов, но и в физическом нарушении клеточного обновления гиппокампа.
Приблизительно 130 миллионов лет назад, когда по земле бродили динозавры, какое-то млекопитающее пробежало по влажной песчаной дюне на территории современной южной части Бразилии. Размер оставленных этим древним существом следов поразил палеонтологов.
Проблемы с дыханием во время сна могут отражаться не только на самочувствии днем, но и на интимной жизни мужчин. Новый метаанализ показал, что по мере усугубления таких нарушений во сне показатели эректильной функции снижаются.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии