Ant-Man and the Wasp:Små vidundere fører til superheltevidenskab

Max Mikel-Stites og Anne Staples ledte efter en efterfølger.

Den her sommer, Hæfteklammer, en lektor ved Institut for Biomedicinsk Teknik og Mekanik på Ingeniørhøjskolen, og kandidatstuderende Mikel-Stites udgav et papir i det indledende nummer af Journal of Superhero Science med titlen, "Ant-Man and the Wasp:Microscale Respiration and Microfluidic Technology."

Nu, de havde brug for en ny helt.

De to arbejdede med et hold af kandidatstuderende, brainstorming, hvem der kunne være superhelteemnet for deres næste videnskabelige undersøgelse. Superman? Flagermuspige? Aquaman?

Mikel-Stites lobbyede for en undersøgelse af Dazzlers sonoluminescerende kræfter. Staples var nysgerrig, hvordan Mera, Prinsessen af ​​Atlantis, brugte sine hydrokinetiske kræfter.

Det viser sig, tegneserier er en stor inspiration til videnskabelig opdagelse.

Denne måned, Mikel-Stites præsenterer resultaterne af deres papir på American Physical Society's Division of Fluid Dynamics møde.

Vidunderholdets papir så på, hvordan Ant-Man og hvepsen trækker vejret, når de skrumper ned til insektstørrelse, og Staples' laboratorium studerede, hvordan væsker flyder i naturen. Insekter flytter naturligt væsker og gasser effektivt i små skalaer. Hvis ingeniører kan lære, hvordan insekter trækker vejret, de kan bruge viden til at opfinde nye mikrofluidteknologier.

"Før filmen 'Ant-Man and the Wasp' fra 2018, mit laboratorium spekulerede allerede over respiration i insektskala, " sagde Staples. "Jeg ønskede at få folk til at sætte pris på forskellige vejrtrækningsmekanismer."

I det meste af Mikel-Stites' liv, han havde pjattet med "videnskaben" i science fiction-film.

"Jeg kunne ikke se 'Armageddon', når de først kom op til rumstationen Mir, og der var kunstig tyngdekraft. Sådanne ting har altid generet mig. Men for 'Ant-Man and the Wasp' var det værre, " han sagde.

Staples og Mikel-Stites besluttede at gå sammen om at forske i Ant-Mans åndedræt i mikroskala.

Mikel-Stites blev stukket af, hvad han kaldte "højdeproblemet eller dødszonens dilemma." For at Ant-Man and the Wasp krymper ned til insektstørrelse og stadig trækker vejret, de ville være nødt til at overvinde en atmosfærisk tæthed svarende til toppen af ​​Mount Everest. Deres små kroppe ville også kræve højere stofskifte. For deres overlevelse, Marvels tegneserieunivers skulle give Ant-Man og Wasp superhelteteknologier.

"Jeg tænkte, det ville være sjovt at finde en løsning på, hvordan denne lille respiration ville fungere, "sagde Mikel-Stites." Jeg begyndte at grave igennem Ant-Mans historie. Jeg gennemgik scener i filmen fra 2015, hvor vi kunne tage fat på fysikken. Så gjorde jeg det samme med trailere fra 2018-filmen. Jeg brugte det til at lave en liste over problemer og en liste over løsninger."

Ant-Man og hvepsen løser højdeproblemet med deres superheltedragter. I deres udgivelse, Mikel-Stites og Staples skriver, at maskerne i Ant-Man og hvepsens dragter indeholder "en kombination af en luftpumpe, en kompressor, og et molekylært filter inklusive Pym partikelteknologi, ", der giver dem mulighed for at trække vejret, mens de er på størrelse med insekter.

"Denne publikation viste, hvordan forskellige fysikfænomener kan dominere i forskellige størrelsesskalaer, hvor velegnede organismer er til deres særlige størrelse, og hvad sker der, når du begynder at ændre det, " sagde Mikel-Stites. "Det viser også, at Hollywood ikke altid får det rigtigt, når det kommer til videnskab!"

Deres manuskript blev accepteret af Journal of Superhero Science før udgivelsen af ​​efterfølgeren, "Ant-Man og hvepsen." Mikel-Stites var bekymret for, at blockbusteren kunne omfatte nye teknologier eller ændre Ant-Mans kanon. Hvis Marvels tegneserieunivers ændrede sig mellem 'Ant-Man'-filmen fra 2015 og efterfølgeren, deres hypoteser ville blive afkræftet, og de ville blive tvunget til at trække deres papir tilbage.

"Jeg gik til 2018-filmen, før manuskriptet udkom i fortryk, så hvis filmen modsagde os, kunne vi fange den. Men filmen fra 2018 understøttede faktisk alt, hvad vi havde sagt, hvilket var rigtig fint, " sagde Mikel-Stites. De fleste biografgængere så simpelthen specialeffekterne og forlod biografen underholdt. Men Mikel-Stites forlod filmen med bekræftelse af avisens hypoteser.

Staples laboratoriets medlemmer er ikke de eneste, der er interesserede i små teknologier. Fra lab-on-a-chip mikrofluidisk enheder til nanopartikler, der leverer lægemidler direkte til celler, forbrugerne vil i sidste ende drage fordel af dette lille videnskabelige område, der leverer store resultater.

"I både film og videnskab, krympning er et gennemgående tema og har været det de sidste 50-60 år. Denne idé er noget, vi alle kan lide at tænke på. Givet tid nok, vi kan nå det punkt, hvor videnskaben kan tage det fra magiens rige til noget, som vi faktisk har en forklaring på, " sagde Mikel-Stites.

Faktisk, det har Staples lab-gruppen allerede gjort.

Mens Mikel-Stites præsenterer sin superheltevidenskab ved APS-mødet, hans kollega Krishnashis Chatterjee, der for nylig afsluttede sin ph.d. i ingeniørmekanik vil præsentere sin forskning om fremstilling og afprøvning af fire forskellige insekt-inspirerede mikro-fluidiske enheder.

Fra fiktion til funktion, Staples lab kan godt lide at have det sjovt undervejs.

"Jeg tror, ​​at det er virkelig vigtigt at forbinde sig med mennesker og være engageret i videnskab med emner, de allerede kender til. Med denne superheltevidenskabsartikel ville jeg støtte denne mission, " sagde Staples.

Og hvem valgte laboranterne til deres næste superheltevidenskabelige fag? Prinsessen af ​​Atlantis, Mera. De håber, at de kan udgive endnu et superheltevidenskabspapir, der virkelig skaber bølger.