Honningbiers behårede underliv viser, hvordan man sparer energi, reducere slid på materialer

At se honningbier summe blandt blomster, det er let at se, hvordan udtrykket "travlt som en bi" er opstået. En af mange bevægelser, som en bis krop foretager, er den gentagne krumning og udretning af maven. Nu, forskere, der rapporterer i ACS anvendte materialer og grænseflader har fundet ud af, at små hår reducerer friktionen fra disse bevægelser, sparer energi til de flittige insekters daglige aktiviteter og reducerer samtidig slid. Denne viden kan hjælpe forskere med at designe længerevarende bevægelige dele.

En bis mave er opdelt i flere hårde ydre plader, der udgør dens eksoskelet. Når maven bøjes og strækker sig, disse segmenter glider over hinanden, skabe friktion. Imidlertid, de overlappende dele af segmenterne viser meget lidt slid, et fund, der har undret videnskabsmænd. Jieliang Zhao, Shaoze Yan og kolleger ønskede at undersøge anti-friktionsmekanismen i honningbiens underliv, som en dag kunne bruges til at forlænge levetiden af ​​konstruerede bløde enheder, såsom aktuatorer og hængsler.

Forskerne observerede honningbiens underliv under et scanningselektronmikroskop, finde talrige forgrenede hår på den ydre overflade. Derefter, ved hjælp af atomkraftmikroskopi, de målte friktionen forårsaget af at bevæge et eksoskeletalt segment henover enten en behåret eller hårløs overflade. Under samme belastning, friktionen for den behårede overflade var lavere end for en glat overflade. Efterhånden som belastningen steg, friktion for den hårløse overfladerose, hvorimod der ikke blev observeret nogen tydelig stigning i friktion for den behårede overflade. Forskerne beregnede, at den behårede overflade reducerede slid under abdominal sammentrækning med omkring 60 % og sparede også energi ved hver sammentrækning. Dette tilføjer op til en stor mængde bevaret energi, der er afgørende for at udføre biers daglige aktiviteter, siger forskerne.