Japanse wetenschappers hebben ontdekt hoe lieveheersbeestjes hun vleugels vouwen door een transparante kunstmatige vleugel op het insect te transplanteren en het onderliggende vouwmechanisme te observeren. De bevindingen van het onderzoek, die helpen verklaren hoe de vleugels hun sterkte en stijfheid tijdens de vlucht kunnen behouden, terwijl ze elastisch worden voor compact vouwen en opslag op de grond, geven aanwijzingen voor het innovatieve ontwerp van een breed scala aan inzetbare structuren, van satellietantennes tot microscopische medische instrumenten tot artikelen voor dagelijks gebruik zoals paraplu ‘ s en ventilatoren.

lieveheersbeestjes zijn zeer mobiele insecten die gemakkelijk en snel kunnen schakelen tussen lopen en vliegen omdat ze snel hun vleugels kunnen uitzetten en inklappen. Hun vleugels bestaan uit de geharde dekschilden, de voorvleugels met de bekende vlekken, en de zachte-membraan achtervleugels gebruikt voor de vlucht, die zijn bedekt en beschermd door de dekschilden.eerdere studies hebben gesuggereerd dat op-en-neer bewegingen in de buik en complexe origami-achtige vouwpatronen op de vleugels een belangrijke rol spelen in het vouwproces, maar hoe de eenvoudige beweging zo ‘ n ingewikkelde gevouwen vorm produceert, bleef een mysterie. Lieveheersbeestjes sluiten hun dekschilden voordat de vleugel vouwt, waardoor het gedetailleerde proces niet kan worden waargenomen, en omdat de dekschilden essentiële elementen zijn voor het vouwen, kunnen ze ook niet worden verwijderd om te onthullen wat eronder ligt.om het vouwmechanisme en de structuur te bestuderen, bouwde een Japanse onderzoeksgroep een transparant kunstmatig elytron uit ultraviolet lichtharde hars—vaak toegepast in nagelkunst-met behulp van een siliconen afdruk van een elytron die ze uit een Coccinella septempunctata gevlekt lieveheersbeestje verwijderden en transplanteerden om de ontbrekende voorvleugels te vervangen.de groep, geleid door assistent Professor Kazuya Saito van het Institute of Industrial Science van de Universiteit van Tokyo, gebruikte toen hogesnelheidscamera ‘ s om de vouw-en ontvouwende bewegingen van de achtervleugel te observeren. De wetenschappers ontdekten dat de lieveheersbeestjes vakkundig gebruik maken van de rand en het onderste oppervlak van het elytron, waarvan de kromming past bij de karakteristieke kromme vorm van achtervleugels, om de vleugels langs vouwlijnen te vouwen, samen met abdominale hefbewegingen die resulteren in het wrijven en trekken van de achtervleugels in hun dorsale opslagruimte.

” Ik was niet zeker of het lieveheersbeestje zijn vleugels kon vouwen met een kunstmatig elytron gemaakt van nail-art hars, ” zegt Saito. “Dus ik was verbaasd toen ik erachter kwam dat het kon.”

bovendien gebruikten de onderzoekers micro computertomografie (CT) scanning om de driedimensionale (3D) vormen van gevouwen en ontvouwde vleugels te onderzoeken, en buigpunten in het stijve gebied van de achtervleugels om het vleugeltransformatiemechanisme te begrijpen dat aanleiding geeft tot stijfheid en sterkte die nodig zijn voor het vliegen, en elasticiteit die het vouwen vergemakkelijkt. Ze onthulden dat een gebogen vorm in de aderen, net als die van tape spring—het apparaat dat wordt gebruikt voor het meten ook bekend als timmerman tape—helpt de vleugels te ondersteunen. Soortgelijke tape veer-achtige structuren-sterk en stevig wanneer uitgebreid, maar die willekeurig kan worden gebogen en opgeslagen in compacte vorm—worden veel gebruikt in uitbreiding gieken en scharnieren van ruimte inzetbare structuren zoals satelliet antennes.

” de techniek van lieveheersbeestjes voor het bereiken van complex vouwen is heel fascinerend en nieuw, vooral voor onderzoekers op het gebied van robotica, mechanica, lucht-en ruimtevaart en Werktuigbouwkunde, ” zegt Saito.

begrijpen hoe lieveheersbeestjes kunnen voldoen aan de tegenstrijdige vereisten om hun achtervleugels te versterken met kracht en stabiliteit voor de vlucht, terwijl ze ook buigzaam kunnen worden gemaakt voor het vouwen en compacte opslag na de landing heeft belangrijke implicaties voor de technische wetenschap.