في كل مرة أرى الغابة الطيور المكوك، النسر ارتفاع السماء، ما كنت أفكر؟ هل يتصور أي وقت مضى نفسك مثل الطيور، من قيود الجاذبية، وتبحث عن حرية البحار في السماء؟ لذا، فإن السؤال هو، لماذا الطيور يمكن أن تطير؟ في الواقع، ورياض الأطفال جميعا، فذلك لأن الطيور لها أجنحة. وتتكون أجنحة ريشة طائر، ولكن ما يجعل الرحلة طويلة، ضد الريح والمطر، والغابة، وحتى القدرة على ربط ذلك؟

الطيور تحلق السماء (صورة من الشبكة)

في مرحلة الطفولة، ونحن قد لعب مع الريش، فتحه، فإنه يمكن استعادة أي وقت مضى.

هو موضح أدناه، عندما نستخدم وسيلة للضغط ناحية تحديد الريش، طرف ريشة على طول ناحية أخرى لسحب قلم ريشة الاتجاه، ويمتد ريشة (FIG. أ)، وانسحبت على طول الوريد في اتجاه لحظة مفتوحة (FIG. B، السهام الحمراء). الأصابع بلطف على طول قلم السكتة الدماغية ريشة طرف على طول اتجاه الريش، والذي قد يكون إصلاح المحلي منفصل (FIG C، أحمر). أكثر لا يصدق هو أنه عندما سحبت الريش مرة أخرى (الشكل D)، سيتم فصل الريش من موقع آخر، حيث الخط الأحمر وليس قبل ذلك (الشكل E، السهم الأزرق). قد تكون ثابتة الريش فصل، كما كان من قبل (FIG. F، الخط الأزرق). وعلاوة على ذلك، فإن عملية إصلاح يمكن فصل وتتكرر مرات عديدة، وتشير الريش ومستقرة الدراسة الذاتية مع الأداء الممتاز.

الريش عرض منفصلة يدويا وإصلاح

ونحن نعلم جميعا بنية طبيعة القرار، وذلك لاستكشاف هيكل الشعر لا تتوقف أبدا. في وقت مبكر من منتصف القرن 17، والطبيعة البريطانية روبرت هوك على استخدام المجهر لمراقبة أجنحة الطيور الريش، والنموذج الهيكلي الأولي يصور الريش (يمكن ملاحظة هيكل غرامة). ومنذ ذلك الحين، والناس لديهم فهم أولي لمورفولوجية الريش.

مع تطور المجهر، المجهر الإلكتروني يجعلها تبدو أكثر وكشفت المجهرية أصغر أمام الناس. وخلصت إلى أن انتقادات لاذعة ريشة تتكون من الجانبين بالتوازي مع ذلك، ويتم ترتيب انتقادات لاذعة في نفس الوقت على كلا الجانبين من barbules هياكل مختلفة. Barbules تجاه طرف ريشة ديها العديد من ربط (4-5 في barbules السنانير) جاحظ من الوسط إلى بطني، أشار barbules هوك (هوك barbule). انتقادات لاذعة barbules الجانب الآخر من مثل ورقة هيكل وجود حافة معقوص، ويشار إلى barbules الشرائح (القوس barbule). وبناء على ذلك، اقترح "هوك - المزلق (هوك الأخدود)" النموذج الهيكلي لشرح الريش من قدرة الدراسة الذاتية.

نموذج ريشة هوك هو مبين في الشكل.

R.Hooke (1665) الفحص المجهري، أو بعض الأوصاف الفسيولوجية للBodiesMade دقيقة بواسطة النظارات المكبرة مع الملاحظات والاستفسارات عندئذ (والجمعية الملكية في لندن)

زيادة تحسين نموذج هيكل ريشة

R.S. راي (1887) على هيكل انتقادات لاذعة، Barbules، وBarbicels من شاذة Pennaceous الريشة أبو منجل 29 :. 420.

ولكن في الواقع، هناك وقد اقترحت "هوك - المزلق" نموذج يتجاهل هيكل غرامة من الريش، ولا يمكن أن يفسر الريش المسيل للدموع والمتانة الفائقة. في الآونة الأخيرة، والأكاديمية الصينية للعلوم الفيزياء والكيمياء المواد المحاكاة البيولوجية وفريق البحث واجهة المعملي وانغ شو تاو المستخدمة X- المجاهر راي ونظام التشغيل المجهرية، لوحظت هيكل ثلاثي الأبعاد وظيفة الريش غرامة بين جدت انتقادات لاذعة ريشة جديدة المتداخلة الميكانيكية: تتالي نظام مزلاج (هوك في سلسلة، وهي جزء نهاية شلال وشلال تكوين Backstab)، ويشرح تشغيل بنية سلسلة المزلاج، والمقاومة المسيل للدموع ريشة كشف بنجاح وفائقة متانة سر (للإصلاح تتالي نظام الشرائح قفل يمنح ريش الطيور مع المسيل للدموع المقاومة وsuperdurability، PNAS 2018، دوى: 10.1073 / pnas.1808293115). هذا الهيكل مزلاج شلال ليس فقط يضمن التصاق قوي بين القوة الانتقادات في الوقت الذي تحمي لا تلف انتقادات لاذعة خلال الفصل.

وأظهر الاختبار التجريبي الريش لديه خصائص جيدة الشد، و 1000 من خلال التجربة / الانتعاش منفصلة، والتصاق بين انتقادات لاذعة لا يزال أكثر من 80 من القيمة الأولية. وبينت ان هذا الهيكل ساهمت في المقاومة المسيل للدموع والمتانة الفائقة ريش الطيور، وبالتالي فإن الطيور يمكن أن تطير في البيئات القاسية. وفي الوقت نفسه، وإعداد تصميم جديد وجهاز إلكتروني نسيج مرن يتيح فكرة جديدة من هيكل هذه السلسلة المزلاج.

الموقع هيكل ثلاثي الأبعاد عن طريق المجهر X-ray و الريش أعيد بناؤها

Barbules للهيكل غرامة. (A، B) انتقادات لاذعة الفردية الجانب الخلفي (A) وبطني (B) هيكل. (C، D) لكل منها barbules مدمن مخدرات أربعة خطاطيف اعتمادا منها rearwardly إسقاط الوسط. كرة لولبية (E، F) barbules الشريحة حواف كرة لولبية من حافة في نهايتها إلى المنحني الثلاثي 4-5 شوكة مثل هيكل، ويشار إلى طعنة الظهر. (G، H) وجود السنانير الشائكة وبدعم من حجم وشكل مطابقة.

الريش مبسطة النموذج الوظيفي للنظام مزلاج تتالي: عندما يتعرض لقوة خارجية، وتقويمها الجزء هوك من قطاع غزة، والسنانير هوك على barbules شريحة حافة كرة لولبية الشكل (ط). مع زيادة قوة خارجية، وربط حواف حليقة الشرائح، الانزلاق نحو الجزء النهاية، والانحناء تدريجيا barbules (FIG الثاني). عند زيادة القوة تدريجيا، ودرجة الانحناء barbules تصل قيمة معينة، والموقف من الخلف طعنة نهاية عداء ربط الشرائح وتشكل هيكل المتشابكة (FIG ج) وbackstab. منذ تغيير الاتجاه Backstab شريحة يعوقها استمرت انزلاق هوك ريشة الفروع الصغيرة الخروج من شلال الشرائح. ربط من الانزلاق خارج الشريحة، والحاجة إلى زيادة التوتر الخارجي، بحيث الشريحة هوك وbarbules barbules لا تزال تشوه الانحناء، عندما درجة الانحناء يتجاوز عتبة معينة، والسنانير الشائكة ودعم الهياكل المتشابكة يتم فتحها، وربط من شلال أو شريحة ورطتها في الجزء الخلفي من طعنة الظهر تتكرر هذه العملية حتى بعيدا (FIG الرابع الى السادس). إذا، قبل أن يغادر الشريحة هوك، يختفي قوة خارجية، لأن انتقادات لاذعة وربط مرونة الظهر بالقرب من الموقف المبدئي (الشكل الخامس ط).

وهكذا، فإن هيكل غرامة من الريش بوضوح أوضح، كما تم اقتراح سلسلة نماذج هيكل مزلاج، وتفسيرا معقولا للمقاومة الريش المسيل للدموع ومتانة فائقة. يوفر هذه السلسلة مزلاج نموذج هيكل طريقة جديدة لإعداد المزيد من الريش اصطناعية جعل أحلام الناس لمواصلة الطيران.