Lo studio della pelle del grande squalo bianco può aiutare a ridurre la resistenza degli aerei

IL Grande squalo bianco (Carcharodon carcarias) è un cacciatore veloce e potente, capace di raggiungere velocità fino a 6,7 ​​m/s durante lo sfondamento, anche se preferisce nuotare a velocità inferiori durante la migrazione e in attesa della preda. Un team di ricercatori giapponesi ha studiato la struttura della pelle del grande squalo bianco per saperne di più su come queste creature si adattano così bene a un’ampia gamma di velocità. Secondo un nuovo studio, le loro scoperte potrebbero portare ad aerei e imbarcazioni più efficienti con una resistenza aerodinamica significativamente ridotta. Documento recente Pubblicato sulla rivista Royal Society Interface.

Come accennato in precedenza, chiunque abbia toccato uno squalo sa che la pelle diventa morbida se la si pulisce dal naso alla coda. Tuttavia, se inverti la direzione, la pelle risulterà liscia come carta vetrata. Ciò è dovuto alle piccole scaglie trasparenti, che misurano circa 0,2 mm. chiamati “denti” (Perché sono molto simili ai denti) in tutto il corpo dello squalo e sono particolarmente concentrati sui fianchi e sulle pinne dell’animale. È come un’armatura per gli squali e serve anche come modo per ridurre la resistenza nell’acqua durante il nuoto.

La pressione di trazione è il risultato di Separazione del flusso attorno a un oggetto, come un aeroplano o il corpo di uno squalo mako mentre si muove nell’acqua; La quantità di resistenza alla pressione è determinata dalla forma del corpo. Questo è ciò che accade quando il flusso del fluido si separa dalla superficie dell’oggetto, formando vortici e vortici che impediscono il movimento dell’oggetto. Poiché il corpo di uno squalo è costantemente ondulato mentre nuota, ha bisogno di qualcosa che aiuti a mantenere il flusso collegato a quel corpo per ridurre questa resistenza. I denti servono a questo scopo.

Esiste anche una forza di attrito che deriva dalla forza di taglio tra il mezzo liquido e la superficie dell’oggetto in movimento. Fondamentalmente, quando un oggetto si muove attraverso un fluido, come aria o acqua, il fluido più vicino alla superficie dell’oggetto, noto come strato limite, viene attratto da esso, esercitando una forza sull’oggetto nella direzione opposta alla direzione di movimento. Maggiore è la distanza dalla superficie, maggiore è la velocità del flusso.

Ad esempio, gli squali mako possono nuotare a velocità fino a 70-80 miglia all’ora, guadagnandosi il soprannome di “ghepardi dell’oceano”. Nel 2019, gli scienziati dell’Università dell’Alabama hanno identificato un fattore chiave nella capacità degli squali mako di muoversi così rapidamente: La struttura della loro pellein particolare i denti attorno ai fianchi e le aree delle pinne del loro corpo. Gli squali mako hanno sviluppato un caratteristico aspetto “peloso” negativo su alcune delle loro scaglie per nuotare più velocemente. In prossimità di aree come il naso, le squame non sono particolarmente flessibili, ma assomigliano piuttosto a molari incastonati nella pelle. Ma vicino al lombo e alle pinne le squame sono molto più flessibili.

Ciò ha un profondo effetto sul grado di pressione a cui è esposto lo squalo mako mentre nuota. I denti dello squalo mako possono flettersi ad angoli superiori a 40 gradi rispetto al corpo, ma solo nella direzione del flusso inverso (cioè dalla coda al naso). Questo controlla il grado di separazione del flusso, simile alle fossette su una pallina da golf. Le fossette, o scaglie nel caso dello squalo mako, aiutano a mantenere un flusso continuo attorno al corpo, riducendo le dimensioni della sua scia.