japanilaiset tutkijat ovat selvittäneet, miten leppäkertut taittavat siipensä istuttamalla hyönteiselle läpinäkyvän keinosiiven ja tarkkailemalla sen taustalla olevaa taittomekanismia. Tutkimuksen tulokset, jotka auttavat selittämään, miten siivet voivat säilyttää lujuutensa ja jäykkyytensä lennon aikana, samalla kun ne muuttuvat joustaviksi kompaktiin taittamiseen ja säilytykseen maassa, antavat vihjeitä monenlaisten käyttöön otettavien rakenteiden innovatiivisesta suunnittelusta satelliittiantenneista mikroskooppisiin lääketieteellisiin instrumentteihin ja päivittäiseen käyttöön tarkoitettuihin esineisiin, kuten sateenvarjoihin ja tuulettimiin.

Leppäkertut ovat hyvin liikkuvia hyönteisiä, jotka voivat helposti ja nopeasti vaihtaa kävelemisen ja lentämisen välillä, koska ne voivat nopeasti levittää ja romahduttaa siipensä. Niiden siivet koostuvat karaistuneesta elytrasta, tutuilla täplillä varustetuista etusiivistä sekä lennossa käytettävistä pehmeäkalvoisista takasiivistä, joita elytra peittää ja suojaa.

aiemmissa tutkimuksissa on esitetty, että vatsan ylös-ja alaspäin suuntautuvilla liikkeillä ja siipien monimutkaisilla origamimaisilla prässi-kuvioilla on tärkeä rooli taittumisprosessissa, mutta miten yksinkertainen liike saa aikaan niin monimutkaisen Taitetun muodon, jäi mysteeriksi. Leppäkertut sulkevat elytransa ennen Siiven taittumista estäen yksityiskohtaisen prosessin tarkkailun, ja koska elytrat ovat olennaisia osia taittumisessa, niitä ei myöskään voida poistaa paljastaakseen, mitä niiden alla on.

taittomekanismin ja rakenteen tutkimiseksi Japanilainen tutkimusryhmä rakensi läpinäkyvän keinotekoisen elytronin ultraviolettivalolla kovettuneesta hartsista-jota usein käytetään kynsitaiteessa—käyttäen pii—vaikutelmaa Elytronista, jonka he poistivat Coccinella septempunctata-täpläkertusta ja siirsivät sen puuttuvan etusiiven tilalle.

ryhmä, jota johti apulaisprofessori Kazuya Saito Tokion yliopiston Teollisuustieteen laitokselta, tarkkaili tämän jälkeen nopeilla kameroilla hindwingien taittuvia ja avautuvia liikkeitä. Tutkijat havaitsivat, että leppäkertut käyttävät taitavasti elytronin reunaa ja alapintaa, jonka kaarevuus sopii takasiipisuonille ominaiseen käyrämuotoon, taittaakseen Siivet prässi-viivoja pitkin yhdessä vatsan nostoliikkeiden kanssa, jotka johtavat takasiipien hankaamiseen ja vetämiseen niiden selkäpuolen säilytystilaan.

”en ollut varma, pystyykö leppäkerttu taittamaan siipensä kynsitaidehartsista tehdyllä keinotekoisella elytronilla”, Saito sanoo. ”Joten olin yllättynyt, kun huomasin, että se voisi.”

lisäksi tutkijat käyttivät tietokonetomografiaa (CT) tutkiakseen taitettujen ja taittumattomien siipien kolmiulotteisia (3D) muotoja sekä takasiipien jäykän alueen taivutuspisteitä ymmärtääkseen Siiven muuntumismekanismia, joka aiheuttaa lentämiseen tarvittavaa jäykkyyttä ja voimaa, ja kimmoisuutta, joka helpottaa taittumista. He paljastivat, että siipien tukemiseen auttaa suonissa oleva kaareva muoto, joka muistuttaa paljolti teippijousta—mittalaittetta, jota käytetään myös puusepänteippinä. Samanlaisia nauhajousen kaltaisia rakenteita – vahvoja ja lujia, kun niitä laajennetaan, mutta joita voidaan mielivaltaisesti taivuttaa ja varastoida kompaktissa muodossa—käytetään laajalti laajennuspuomeissa ja saranoissa, joissa on avaruuteen sijoitettavia rakenteita, kuten satelliittiantenneja.

”leppäkerttujen tekniikka monimutkaisen taittumisen aikaansaamiseksi on varsin kiehtova ja uusi erityisesti robotiikan, mekaniikan, ilmailu-ja konetekniikan tutkijoille”, Saito sanoo.

sen ymmärtäminen, miten leppäkertut voivat saavuttaa ristiriitaiset vaatimukset, jotka koskevat niiden takareiden linnoittamista lujuudella ja vakaudella lentoa varten, samalla kun ne saadaan taipuisiksi taitettaviksi ja kompaktiin säilytykseen laskeutumisen jälkeen, vaikuttaa merkittävästi insinööritieteeseen.