En märklig svamp som hittats i havets djup har väckt forskarnas intresse. Anledningen är dess anmärkningsvärda färdigheter i att kontrollera flödet av vatten genom sin kropp utan att förbruka energi. De fann att svampens nollenergiflödeskontroll kunde inspirera till energieffektiv design.
Universitetet i Rom Tor Vergata och NYU Tandon School of Engineering har nyligen genomfört en intressant forskning. En färsk forskning via en extremt högupplöst datorsimulering visar hur skelettstrukturen hos Venusblomsvampen (Euplectella aspergillum) använder strömenergi . Den visar hur den plockar upp långsamma strömmar som går ner i djuphavet. Även hur dessa svampar transporterar nedåtriktade strömmar uppåt in i sin centrala kroppshålighet, så att den kan livnära sig på plankton och andra matpartiklar som är suspenderade i den.
Studien leddes gemensamt av Dr. Giacomo Falcucci från Tor Vergata-universitetet i Rom och professor Maurizio Porfiri från NYU Tandon Institute.
Dr. Falcucci säger: ” Ur ett ingenjörsperspektiv uppvisar svampens skelettsystem anmärkningsvärda anpassningar till sin omgivning, inte bara ur strukturell synvinkel, utan även vad gäller dess fluiddynamiska prestanda.”
” Svampen har kommit fram till en elegant lösning för att maximera näringstillförseln samtidigt som den fungerar helt genom passiva mekanismer ”, tillade Dr. Falcucci.
Forskningsmetod och verktyg som används
Det italienska superdatorcentret CINECA tillhandahåller Leonardo , en evidensbaserad beräkningsmaskin. Det är en 3D-datormodell, bestående av 100 miljarder punkter, som representerar den utsökta spiralformade skelettstrukturen.
Den kan göra astronomiska beräkningar per sekund. Teamet integrerade realistiskt vattenflöde runt och genom den digitala svampen. Det ägde rum i olika nuvarande storleksordningar och förhållanden.
Ta reda på hur Reef Design Labs miljömedvetna betongskal skyddar marina livsmiljöer
Att göra nya energieffektiva konstruktioner
Forskare betonar de biomimikriska principerna för svampens kombinerande egenskap. De tror att det kan tillämpas ytterligare på nya konstruktioner, inklusive optimering av kemiska reaktorer. Det är möjligt att öka syreflödet genom konstruktionen av sådana celler som en del av ventilationssystemen. Det kan också förbättra luftfiltreringen inuti byggnader.
De böjda, ojämna åsarna kan till och med vara karakteristiska för aerodynamiska konstruktioner med lågt luftmotstånd som samtidigt ger det erforderliga luftflödet inuti . Återigen har naturen skapat en sinnrik modell för teknisk innovation.
Det är intressant att veta om biocement: Potentiellt miljövänligt alternativ till vanlig cement.
Naturlig arbetsprincip
Svampen använder sin spiralformade, åsliknande yta som fungerar som en spiraltrappa för att utföra uppgiften. Den använder fysikens enkla lagar för att dra vatten uppåt genom sin porösa, ramliknande struktur. Därmed sparar den energibehovet vid pumpning.
Sådana gitter hjälper till att spara energi genom att minimera luftmotståndet vid strömningens höga hastighet. Naturlig ventilation på djupa havsbottnar är anmärkningsvärt effektiv. Det visar hur svampar spelar en avgörande roll i denna hårda miljö. Undersökningen ledde till det faktum att svampens passiva filtrering av mat endast fungerar vid mycket låga strömhastigheter. Den är bara centimeter per sekund av sin omgivning.
Källa : Djuphavssvampens "nollenergi"-flödeskontroll kan inspirera till nya energieffektiva designer
