japanske forskere har fundet ud af, hvordan mariehøns folder deres vinger ved at transplantere en gennemsigtig kunstig vinge på insektet og observere dens underliggende foldemekanisme. Undersøgelsens resultater, som hjælper med at forklare, hvordan vingerne kan bevare deres styrke og stivhed under flyvning, mens de bliver elastiske til kompakt foldning og opbevaring på jorden, giver tip til det innovative design af en bred vifte af implementerbare strukturer, fra satellitantenner til mikroskopiske medicinske instrumenter til artikler til daglig brug som paraplyer og ventilatorer.

mariehøns er meget mobile insekter, der kan skifte mellem at gå og flyve med lethed og hastighed, fordi de hurtigt kan implementere og kollapse deres vinger. Deres vinger består af den hærdede elytra, forvingerne med de velkendte pletter og de bløde membran bagvinger, der bruges til flyvning, som er dækket og beskyttet af elytra.

tidligere undersøgelser har antydet, at op-og-ned bevægelser i maven og komplekse origami-lignende foldemønstre på vingerne spiller en vigtig rolle i foldeprocessen, men hvordan den enkle bevægelse producerer en så indviklet foldet form forblev et mysterium. Mariehøns lukker deres elytra før vingefoldning, forhindrer observation af den detaljerede proces, og da elytra er væsentlige elementer til foldning, kan de heller ikke fjernes for at afsløre, hvad der ligger nedenunder.for at studere foldemekanismen og strukturen konstruerede en japansk forskningsgruppe en gennemsigtig kunstig elytron fra ultraviolet lyshærdet harpiks-ofte anvendt i neglelak—ved hjælp af et siliciumindtryk af en elytron, de fjernede fra en Coccinella septempunctata plettet mariehøne og transplanterede den for at erstatte den manglende forving.

gruppen, ledet af adjunkt Kasuya Saito fra University of Tokyo ‘ s Institute of Industrial Science, brugte derefter højhastighedskameraer til at observere bagvingens foldning og udfoldelse af bevægelser. Forskerne fandt, at mariehøns dygtigt bruger kanten og den nedre overflade af elytron, hvis krumning passer til den karakteristiske kurveform af bagvinger, til at folde vingerne langs foldelinjer sammen med abdominale løftebevægelser, hvilket resulterer i gnidning og træk af bagvingerne i deres dorsale lagerplads.

” Jeg var ikke sikker på, om mariehøne kunne folde sine vinger med en kunstig elytron lavet af neglekunstharpiks,” siger Saito. “Så jeg blev overrasket, da jeg fandt ud af, at det kunne.”

desuden brugte forskerne mikrocomputertomografi (CT)-scanning til at undersøge de tredimensionelle (3D) former for foldede og udfoldede vinger og bøjningspunkter i det stive område af bagvingerne for at forstå vingetransformationsmekanismen, der giver anledning til stivhed og styrke, der er nødvendig for at flyve, og elasticitet, der letter foldning. De afslørede, at en buet form i venerne, ligesom båndfjederen—apparatet, der bruges til måling, også kendt som tømrertape—hjælper med at støtte vingerne. Lignende båndfjederlignende strukturer-stærke og faste, når de forlænges, men som vilkårligt kan bøjes og opbevares i kompakt form—bruges i vid udstrækning i forlængelsesbomme og hængsler af rumudrulelige strukturer som satellitantenner.

“mariehøns’ teknik til opnåelse af kompleks foldning er ret fascinerende og ny, især for forskere inden for robotik, mekanik, rumfart og Maskinteknik,” siger Saito.at forstå, hvordan mariehøns kan opnå de modstridende krav om at styrke deres bagvinger med styrke og stabilitet til flyvning, samtidig med at de gør dem bøjelige til foldning og kompakt opbevaring efter landing, har betydelige konsekvenser for Ingeniørvidenskab.