Ում մազերը ավելի ամուր են՝ մազերի մորֆոլոգիա

Մազերը ժամանակակից մարդու համար ոչ այլ ինչ են, քան տեսողական ինքնանույնականացման տարր, կերպարի և կերպարի մաս: Չնայած դրան, մաշկի այս եղջյուրավոր գոյացությունները կատարում են մի քանի կարևոր կենսաբանական գործառույթներ՝ պաշտպանություն, ջերմակարգավորում, հպում և այլն։ Որքա՞ն ամուր են մեր մազերը: Ինչպես պարզվեց, նրանք մի քանի անգամ ավելի ուժեղ են, քան փղի կամ ընձուղտի մազերը։

Այսօր մենք կծանոթանանք մի հետազոտության, որի ընթացքում Կալիֆորնիայի համալսարանի (ԱՄՆ) գիտնականները որոշել են ստուգել, ​​թե ինչպես է մազերի հաստությունը և դրա ուժը փոխկապակցված կենդանիների տարբեր տեսակների, այդ թվում՝ մարդկանց մոտ։ Ո՞ւմ մազերն են ամենաուժեղը, ի՞նչ մեխանիկական հատկություններ ունեն մազերի տարբեր տեսակներ, և ինչպե՞ս կարող է այս հետազոտությունը օգնել նոր տեսակի նյութերի մշակմանը: Այս մասին տեղեկանում ենք գիտնականների զեկույցից։ Գնա։

Հետազոտության հիմքը

Մազերը, որոնք հիմնականում բաղկացած են կերատին սպիտակուցից, կաթնասունների մաշկի եղջյուրավոր ձևավորումն են: Իրականում մազերը, բուրդն ու մորթին հոմանիշ են: Մազերի կառուցվածքը բաղկացած է կերատինե թիթեղներից, որոնք համընկնում են միմյանց վրա, ինչպես դոմինոները, որոնք ընկնում են միմյանց վրա: Յուրաքանչյուր մազ ունի երեք շերտ. կուտիկուլը արտաքին և պաշտպանիչ շերտն է; կեղև - կեղև, որը բաղկացած է երկարաձգված մեռած բջիջներից (կարևոր է մազերի ամրության և առաձգականության համար, որոշում է դրա գույնը մելանինի շնորհիվ) և մեդուլլա - մազի կենտրոնական շերտը, որը բաղկացած է փափուկ կերատինային բջիջներից և օդային խոռոչներից, որը մասնակցում է սննդանյութերի փոխանցմանը այլ շերտերին:

Եթե ​​մազերը բաժանվում են ուղղահայաց, մենք ստանում ենք ենթամաշկային հատված (լիսեռ) և ենթամաշկային հատված (լամպ կամ արմատ): Լամպը շրջապատված է ֆոլիկուլով, որի ձևը որոշում է բուն մազի ձևը՝ կլոր ֆոլիկուլը ուղիղ է, օվալաձև ֆոլիկուլը՝ թեթևակի գանգուր, երիկամաձև ֆոլիկուլը՝ գանգուր։

Շատ գիտնականներ ենթադրում են, որ մարդկային էվոլյուցիան փոխվում է տեխնոլոգիական առաջընթացի շնորհիվ: Այսինքն՝ մեր մարմնի որոշ օրգաններ և կառույցներ աստիճանաբար դառնում են տարրական՝ նրանք, որոնք կորցրել են իրենց նպատակային նշանակությունը: Մարմնի այս մասերը ներառում են իմաստության ատամները, կույր աղիքը և մարմնի մազերը: Այլ կերպ ասած, գիտնականները կարծում են, որ ժամանակի ընթացքում այդ կառույցները պարզապես կվերանան մեր անատոմիայից: Արդյոք դա ճիշտ է, թե ոչ, դժվար է ասել, բայց շատ սովորական մարդկանց համար, օրինակ, իմաստության ատամները կապված են ատամնաբույժ այցելելու հետ՝ դրանց անխուսափելի հեռացման համար:

Ինչ էլ որ լինի, մարդուն մազերը պետք են, դրանք կարող են այլևս կենսական դեր չունենալ ջերմակարգավորման գործում, բայց դեռևս գեղագիտության անբաժանելի մասն է: Նույնը կարելի է ասել համաշխարհային մշակույթի մասին։ Շատ երկրներում, անհիշելի ժամանակներից, մազերը համարվում էին բոլոր ուժի աղբյուրը, իսկ կտրելը կապված էր հնարավոր առողջական խնդիրների և նույնիսկ կյանքում անհաջողությունների հետ: Մազերի սուրբ իմաստը հնագույն ցեղերի շամանական ծեսերից գաղթեց դեպի ավելի ժամանակակից կրոններ՝ գրողների, նկարիչների և քանդակագործների գործեր: Մասնավորապես, կանացի գեղեցկությունը հաճախ սերտորեն կապված էր սիրուն տիկնանց վարսերի տեսքի կամ պատկերման հետ (օրինակ՝ նկարներում):

Ուշադրություն դարձրեք, թե որքան մանրամասն է պատկերված Վեներայի մազերը (Sandro Botticelli, «Birth of Venus», 1485):

Եկեք մի կողմ թողնենք մազերի մշակութային և գեղագիտական ​​կողմը և սկսենք դիտարկել գիտնականների հետազոտությունները:

Մազերն այս կամ այն ​​ձևով առկա են կաթնասունների շատ տեսակների մոտ։ Եթե ​​մարդկանց համար դրանք կենսաբանական տեսանկյունից այլևս այդքան կարևոր չեն, ապա կենդանական աշխարհի մյուս ներկայացուցիչների համար բուրդն ու մորթին կենսական հատկանիշ են։ Ընդ որում, իրենց հիմնական կառուցվածքով մարդու մազերը և, օրինակ, փղի մազերը շատ նման են, թեև կան տարբերություններ։ Դրանցից ամենաակնհայտը չափսերն են, քանի որ փղի մազերը շատ ավելի հաստ են, քան մերը, բայց, ինչպես պարզվեց, ոչ ավելի ամուր։

Գիտնականները բավականին երկար ժամանակ ուսումնասիրել են մազերն ու բուրդը։ Այս աշխատանքների արդյունքներն իրականացվել են և՛ կոսմետոլոգիայի, և՛ բժշկության, և՛ թեթև արդյունաբերության (կամ, ինչպես հայտնի Կալուգինա Լ.Պ.-ն կասեր՝ «թեթև արդյունաբերություն»), իսկ ավելի ճիշտ՝ տեքստիլում։ Բացի այդ, մազերի ուսումնասիրությունը մեծապես օգնել է կերատինի հիման վրա կենսանյութերի ստեղծմանը, որը անցյալ դարասկզբին նրանք սովորեցին մեկուսացնել կենդանիների եղջյուրներից՝ կրաքարի միջոցով։

Այդպիսով ստացված կերատինն օգտագործվել է գելերի ստեղծման համար, որոնք կարելի է ամրացնել՝ ավելացնելով ֆորմալդեհիդ: Հետագայում նրանք սովորեցին կերատինը մեկուսացնել ոչ միայն կենդանիների եղջյուրներից, այլև նրանց մորթուց, ինչպես նաև մարդու մազերից։ Կերատինի վրա հիմնված նյութերը գտել են իրենց կիրառությունը կոսմետիկայի, կոմպոզիտների և նույնիսկ պլանշետների ծածկույթների մեջ:

Մեր օրերում արագորեն զարգանում է դիմացկուն և թեթև նյութերի ուսումնասիրման և արտադրության ոլորտը։ Մազերը, բնականաբար, այդպիսին լինելով, բնական նյութերից են, որոնք ոգեշնչում են այս տեսակի հետազոտությունները: Դիտարկենք բրդի և մարդու մազերի առաձգական ուժը, որը տատանվում է 200-ից մինչև 260 ՄՊա, որը համարժեք է 150-200 ՄՊա/մգ մ-3 հատուկ ուժի: Եվ սա գրեթե համեմատելի է պողպատի հետ (250 ՄՊա / մգ մ-3):

Մազերի մեխանիկական հատկությունների ձևավորման մեջ հիմնական դերը խաղում է նրա հիերարխիկ կառուցվածքը, որը հիշեցնում է մատրյոշկա տիկնիկ: Այս կառուցվածքի ամենակարևոր տարրը կեղևային բջիջների ներքին կեղևն է (տրամագիծը՝ մոտ 5 մկմ և երկարությունը՝ 100 մկմ), որը բաղկացած է խմբավորված մակրոֆիբրիլներից (տրամագիծը՝ մոտ 0.2-0.4 մկմ), որոնք, իրենց հերթին, բաղկացած են միջանկյալ թելերից (7.5 նմ)։ տրամագծով), ներկառուցված ամորֆ մատրիցով:

Մազերի մեխանիկական հատկությունները, ջերմաստիճանի, խոնավության և դեֆորմացիայի նկատմամբ զգայունությունը կեղևի ամորֆ և բյուրեղային բաղադրիչների փոխազդեցության անմիջական արդյունք են: Մարդու մազի կեղևի կերատինային մանրաթելերը սովորաբար ունենում են բարձր երկարացում՝ ավելի քան 40% առաձգական լարվածությամբ։

Նման բարձր արժեքը պայմանավորված է կառուցվածքի լուծարմամբ а-կերատին և որոշ դեպքերում դրա փոխակերպումը b-կերատին, որը հանգեցնում է երկարության ավելացման (0.52 նմ պարույրի ամբողջական պտույտը կոնֆիգուրացիայի մեջ ձգվում է մինչև 1.2 նմ b) Սա հիմնական պատճառներից մեկն է, թե ինչու շատ հետազոտություններ կենտրոնացել են հատուկ կերատինի վրա՝ այն սինթետիկ ձևով վերստեղծելու համար: Բայց մազերի արտաքին շերտը (կուտիկուլը), ինչպես արդեն գիտենք, բաղկացած է թիթեղներից (0.3–0.5 մկմ հաստությամբ և 40–60 մկմ երկարությամբ)։

Նախկինում գիտնականներն արդեն կատարել են տարբեր տարիքային և էթնիկ խմբերի մարդկանց մազերի մեխանիկական հատկությունների հետազոտություն: Այս աշխատանքում շեշտը դրվել է կենդանիների տարբեր տեսակների մազերի մեխանիկական հատկությունների տարբերությունների ուսումնասիրության վրա, մասնավորապես՝ մարդկանց, ձիերի, արջերի, վայրի խոզերի, կապիբարաների, պեկկարիների, ընձուղտների և փղերի:

Ուսումնասիրության արդյունքները

Պատկեր #1. Մարդու մազերի մորֆոլոգիա (А - կուտիկուլ; В - կեղևի կոտրվածք; ցույց տալով մանրաթելերի ծայրերը, С — խզվածքի մակերեսը, որտեղ տեսանելի են երեք շերտեր. D - կեղևի կողային մակերեսը, որը ցույց է տալիս մանրաթելերի երկարացումը):

Հասուն մարդու մազի տրամագիծը մոտ 80-100 միկրոն է: Մազերի նորմալ խնամքի դեպքում նրանց տեսքը բավականին ամբողջական է (1A) Մարդու մազերի ներքին բաղադրիչը մանրաթելային ծառի կեղևն է: Առաձգական փորձարկումից հետո պարզվեց, որ մարդու մազերի կուտիկուլը և կեղևը կոտրվում են տարբեր կերպ.1V).

Պատկերված 1S կուտիկուլի փխրուն մակերեսը հստակ տեսանելի է շերտերի վիզուալիզացիայի միջոցով, որոնք համընկնող կուտիկուլային թիթեղներ են և ունեն 350–400 նմ հաստություն: Կոտրվածքի մակերեսի նկատված շերտազատումը, ինչպես նաև այս մակերեսի փխրուն բնույթը ցույց են տալիս թույլ միջերեսային հաղորդակցությունը կուտիկուլի և կեղևի, ինչպես նաև կեղևի մեջ գտնվող մանրաթելերի միջև:

Կեղևի կերատինային մանրաթելերը շերտազատվել են (1D) Սա խոսում է այն մասին, որ մանրաթելային ծառի կեղևը հիմնականում պատասխանատու է մազերի մեխանիկական ամրության համար:

Պատկեր թիվ 2. Ձիու մազերի մորֆոլոգիա (А - կուտիկուլ, որի որոշ թիթեղներ խնամքի բացակայության պատճառով փոքր-ինչ շեղված են. В - պատռվածքի տեսքը; С — կեղևի պատռվածքի մանրամասները, որտեղ տեսանելի է պատռված կուտիկուլը. D - կուտիկուլի մանրամասները):

Ձիու մազերի կառուցվածքը նման է մարդու մազերին, բացառությամբ տրամագծի, որը 50%-ով ավելի մեծ է (150 մկմ): Նկարում 2A Դուք կարող եք տեսնել կուտիկուլի ակնհայտ վնաս, որտեղ թիթեղներից շատերը այնքան սերտորեն կապված չեն լիսեռի հետ, որքան մարդու մազերի մեջ: Ձիու մազերի կոտրման վայրը պարունակում է և՛ սովորական ընդմիջում, և՛ մազաթափություն (կուտիկուլային թիթեղների շերտազատում): Վրա 2V Երկու տեսակի վնասները տեսանելի են: Այն վայրերում, որտեղ լամելները ամբողջությամբ պոկվել են, տեսանելի է կուտիկուլի և կեղևի միջերեսը (2S) Մի քանի մանրաթելեր պատռվել և շերտազատվել են միջերեսի վրա: Համեմատելով այս դիտարկումները նախորդ դիտարկումների հետ (մարդկային մազեր), նման անհաջողությունները ցույց են տալիս, որ ձիու մազերը այնքան սթրես չեն ապրել, որքան մարդու մազերը, երբ կեղևի մանրաթելերը դուրս են քաշվել և ամբողջությամբ անջատվել կուտիկուլից: Կարելի է նաև տեսնել, որ որոշ թիթեղներ անջատվել են ձողից, ինչը կարող է պայմանավորված լինել առաձգական սթրեսով (2D).

Պատկեր #3. Արջի մազերի մորֆոլոգիա (А - կուտիկուլ; В — խզման տարածքի հետ կապված երկու կետերի վնաս. С — կուտիկուլի ճեղքվածք՝ կեղևում մանրաթելերի շերտազատմամբ. D - մանրաթելային կառուցվածքի մանրամասները, ընդհանուր կառուցվածքից մի քանի երկարաձգված մանրաթելեր տեսանելի են):

Արջի մազի հաստությունը 80 միկրոն է։ Կուտիկուլային թիթեղները չափազանց ամուր կցված են միմյանց (3A), իսկ որոշ հատվածներում նույնիսկ դժվար է տարբերակել առանձին թիթեղները։ Դա կարող է պայմանավորված լինել հարևանների դեմ մազերի շփման պատճառով: Ձգվող լարվածության պայմաններում այս մազերը բառացիորեն ճեղքվում են՝ երկար ճաքերի տեսքով (ներդիր 3B), ինչը ցույց է տալիս, որ վնասված կուտիկուլի թույլ կապող ազդեցությամբ կեղևի կերատինային մանրաթելերը հեշտությամբ շերտազատվում էին: Կեղևի շերտազատումը առաջացնում է կուտիկուլի ճեղքվածք, ինչի մասին վկայում է ճեղքի զիգզագ ձևը (3S) Այս լարվածությունը հանգեցնում է նրան, որ որոշ մանրաթելեր դուրս են մղվում կեղևից (3D).

Պատկեր թիվ 4. վարազի մազերի մորֆոլոգիա (А - սովորական հարթ մազի կոտրվածք; В — կուտիկուլի կառուցվածքը ցույց է տալիս թիթեղների ամբողջականության (խմբավորման) վատ վիճակ. С — կուտիկուլի և կեղևի միջերեսի բացվածքի մանրամասները. D - ընդհանուր զանգվածից և դուրս ցցված մանրաթելերից ձգված մանրաթելեր):

Վարազի մազը բավականին հաստ է (230 մմ), հատկապես արջի մազերի համեմատ։ Վարազի մազերի պատռումը, երբ վնասված է, բավականին պարզ է թվում (4A) ուղղահայաց առաձգական լարվածության ուղղությանը.

Համեմատաբար փոքր բաց կուտիկուլային թիթեղները պոկվել են մազերի հիմնական մարմնից՝ դրանց եզրերի ձգվելու պատճառով (4V).

Ոչնչացման գոտու մակերեսին հստակ երևում է մանրաթելերի շերտազատումը, պարզ է նաև, որ դրանք շատ սերտորեն կապված են եղել կեղևի ներսում (4S) Միայն կեղևի և կուտիկուլի միջերեսի մանրաթելերն են բացահայտվել տարանջատման պատճառով (4D), որը բացահայտել է հաստ կեղևային մանրաթելերի առկայությունը (250 նմ տրամագծով)։ Որոշ մանրաթելեր դեֆորմացիայի պատճառով փոքր-ինչ դուրս են եկել: Ենթադրվում է, որ դրանք պետք է ծառայեն որպես վարազի մազերի ամրացնող միջոց։

Պատկեր #5. Փղի մազերի մորֆոլոգիա (А - С) և ընձուղտ (D - F). А - կուտիկուլ; В - քայլ առ քայլ մազերի կոտրվածք; С - մազերի ներսում բացերը ցույց են տալիս, թե որտեղ են պոկվել մանրաթելերը: D - կուտիկուլյար թիթեղներ; Е - նույնիսկ մազերի կոտրվածք; F - կոտրվածքի տարածքում մակերեսից պոկված մանրաթելեր.

Փղի ձագի մազերի հաստությունը կարող է լինել մոտ 330 մկմ, իսկ մեծահասակի մոտ՝ 1.5 մմ: Մակերեւույթի ափսեները դժվար է տարբերել (5AՓղի մազերը նույնպես հակված են նորմալ քայքայման, այսինքն. դեպի մաքուր առաձգական կոտրվածք: Ավելին, կոտրվածքի մակերեսի մորֆոլոգիան ցույց է տալիս աստիճանավոր տեսք (5V), հնարավոր է մազի կեղևի աննշան թերությունների առկայության պատճառով: Որոշ փոքր անցքեր կարելի է տեսնել նաև կոտրվածքի մակերևույթի վրա, որտեղ, ամենայն հավանականությամբ, ամրացնող մանրաթելեր են գտնվել մինչև վնասվելը (5S).

Ընձուղտի մազերը նույնպես բավականին հաստ են (370 մկմ), չնայած կուտիկուլային թիթեղների դասավորությունը այնքան էլ պարզ չէ (5D) Ենթադրվում է, որ դա պայմանավորված է շրջակա միջավայրի տարբեր գործոններով (օրինակ՝ կերակրման ժամանակ ծառերի դեմ շփում): Չնայած տարբերություններին, ընձուղտի մազերի կոտրվածքը նման էր փղի մազերին (5F).

Պատկեր թիվ 6. կապիբարայի մազերի մորֆոլոգիա (А - թիթեղների կրկնակի կուտիկուլյար կառուցվածք; В — կրկնակի կառուցվածքի պատռվածք; С — խզման սահմանի մոտ գտնվող մանրաթելերը փխրուն և թունդ են թվում. D - երկարաձգված մանրաթելեր երկակի կառուցվածքի խզման գոտուց):

Կապիբարաների և պեկկարիների մազերը տարբերվում են մնացած բոլոր ուսումնասիրված մազերից: Կապիբարայում հիմնական տարբերությունը կրկնակի կուտիկուլի կոնֆիգուրացիայի և մազերի օվալաձև ձևի առկայությունն է (6A) Մազերի երկու հայելային մասերի միջև ընկած ակոսն անհրաժեշտ է կենդանու մորթուց ջուրն ավելի արագ հեռացնելու, ինչպես նաև ավելի լավ օդափոխության համար, ինչը թույլ է տալիս ավելի արագ չորանալ։ Ձգման ենթարկվելիս մազերը ակոսի երկայնքով բաժանվում են երկու մասի, և յուրաքանչյուր մասը քայքայվում է (6V) Կեղևի շատ մանրաթելեր առանձնանում և ձգվում են (6S и 6D).

Պատկեր # 7. Պեկարի մազերի մորֆոլոգիա (А - կուտիկուլի կառուցվածքը և պատռման վայրը; В - կեղևի քայքայման ձևաբանություն և դրա կառուցվածքի մանրամասները. С - փակ բջիջներ (20 մկմ տրամագծով), որոնց պատերը բաղկացած են մանրաթելից. D - բջջային պատերը):

Պեկկարիաները (ընտանիք Tayassuidae, այսինքն. մազերն ունեն ծակոտկեն կեղև, իսկ կուտիկուլային շերտը չունի հստակ թիթեղներ (7A) Մազերի կեղևը պարունակում է 10-30 միկրոն չափերով փակ բջիջներ (7V), որի պատերը բաղկացած են կերատինե մանրաթելից (7S) Այս պատերը բավականին ծակոտկեն են, և մեկ ծակոտի չափը մոտ 0.5-3 մկմ է (7D).

Ինչպես տեսնում եք նկարում 7A, առանց թելքավոր կեղեւի հենարանի, կուտիկուլը ճաքում է ճեղքման գծի երկայնքով, իսկ մանրաթելերը տեղ-տեղ դուրս են քաշվում։ Մազերի այս կառուցվածքը անհրաժեշտ է մազերն ավելի ուղղահայաց դարձնելու համար՝ տեսողականորեն մեծացնելով կենդանու չափը, ինչը կարող է պաշտպանիչ մեխանիզմ լինել պեկարիի համար: Peccary մազերը բավականին լավ են դիմադրում սեղմմանը, բայց չեն դիմանում ձգմանը:

Հասկանալով տարբեր կենդանիների մազերի կառուցվածքային առանձնահատկությունները, ինչպես նաև լարվածության հետևանքով դրանց վնասման տեսակները՝ գիտնականները սկսեցին նկարագրել մեխանիկական հատկությունները։

Պատկեր թիվ 8. դեֆորմացիայի դիագրամ մազի յուրաքանչյուր տեսակի համար և տվյալների ստացման համար փորձարարական կազմաձևման դիագրամ (լարման արագություն 10-2 s-1):

Ինչպես երևում է վերևի գծապատկերից, տարբեր կենդանիների տեսակների մազերի վրա ձգվելու արձագանքը միանգամայն տարբեր էր: Այսպիսով, մարդու, ձիու, վարազի և արջի մազերը ցույց են տվել բրդի (ոչ թե ուրիշի, այլ տեքստիլ նյութի) ռեակցիայի նման ռեակցիա։

Համեմատաբար բարձր առաձգական մոդուլի դեպքում՝ 3.5–5 ԳՊա, կորերը կազմված են գծային (առաձգական) շրջանից, որին հաջորդում է դանդաղ աճող լարումով սարահարթը մինչև 0.20–0.25 լարվածություն, որից հետո կարծրացման արագությունը զգալիորեն մեծանում է մինչև ձախողման լարվածություն 0.40: Բարձրավանդակի տարածքը վերաբերում է լիցքաթափմանը а- կերատինային միջանկյալ թելերի պտուտակավոր կառուցվածքը, որը որոշ դեպքերում կարող է (մասնակի) վերածվել b- թերթեր (հարթ կառույցներ): Ամբողջական լիցքաթափումը հանգեցնում է 1.31 դեֆորմացիայի, որը զգալիորեն ավելի բարձր է, քան այս փուլի վերջում (0.20–0.25):

Կառուցվածքի բյուրեղային թելման հատվածը շրջապատված է ամորֆ մատրիցով, որը չի փոխակերպվում։ Ամորֆ մասը կազմում է ընդհանուր ծավալի մոտ 55%-ը, բայց միայն այն դեպքում, եթե միջանկյալ թելերի տրամագիծը 7 նմ է, և դրանք բաժանված են 2 նմ ամորֆ նյութով։ Նման ճշգրիտ ցուցանիշներ ստացվել են նախորդ ուսումնասիրություններում:

Դեֆորմացիայի կարծրացման փուլում սահումը տեղի է ունենում կեղևային մանրաթելերի, ինչպես նաև ավելի փոքր կառուցվածքային տարրերի միջև, ինչպիսիք են միկրոֆիբրիլները, միջանկյալ թելերը և ամորֆ մատրիցը:

Ընձուղտների, փղերի և փիղերի մազերն ունեն կարծրացման համեմատաբար գծային արձագանք՝ առանց հստակ տարբերության սարահարթերի և արագ կարծրացման շրջանների (գագաթների) միջև: Առաձգական մոդուլը համեմատաբար ցածր է և կազմում է մոտ 2 ԳՊա:

Ի տարբերություն այլ տեսակների, կապիբարայի մազերը ցույց են տալիս արձագանք, որը բնութագրվում է արագ կարծրացումով, երբ կիրառվում են հաջորդական սթրեսներ: Այս դիտարկումը կապված է կապիբարայի մազերի արտասովոր կառուցվածքի, իսկ ավելի ճիշտ՝ երկու սիմետրիկ մասերի և դրանց միջև երկայնական ակոսի առկայության հետ։

Նախորդ ուսումնասիրություններն արդեն անցկացվել են, որոնք ցույց են տալիս, որ Յանգի մոդուլը (երկայնական առաձգական մոդուլը) նվազում է մազի տրամագծի աճով տարբեր կենդանիների տեսակների մոտ: Այս աշխատանքներում նշվել է, որ պեկկարիի Յանգի մոդուլը զգալիորեն ցածր է մյուս կենդանիներից, ինչը կարող է պայմանավորված լինել նրա մազերի կառուցվածքի ծակոտկենությամբ:

Հետաքրքիր է նաև, որ պեկկարիները մազերի վրա ունեն և՛ սև, և՛ սպիտակ հատվածներ (երկգույն): Առաձգական ճեղքերն առավել հաճախ առաջանում են մազերի սպիտակ հատվածում։ Սեւ հատվածի դիմադրողականության բարձրացումը պայմանավորված է մելանոսոմների առկայությամբ, որոնք հայտնաբերված են բացառապես սեւ մազերի մեջ։

Այս բոլոր դիտարկումներն իսկապես եզակի են, բայց հիմնական հարցը մնում է.

Եթե ​​նկարագրենք կաթնասունների մազերը, ապա կարող ենք առանձնացնել այն հիմնական փաստերը, որոնք հայտնի են հետազոտողներին.

• Մազերի շատ տեսակների մեջ այն ավելի հաստ է կենտրոնական մասում և թեքվում դեպի վերջ; Վայրի կենդանիների մորթին ավելի հաստ է իրենց բնակավայրի պատճառով.
• Մեկ տեսակի մազերի տրամագծի տատանումները ցույց են տալիս, որ մազերի մեծ մասի հաստությունը տատանվում է տվյալ կենդանատեսակի ընդհանուր հաստության միջակայքում: Մազերի հաստությունը կարող է տարբեր լինել նույն տեսակի տարբեր ներկայացուցիչների միջև, բայց թե ինչն է ազդում այս տարբերության վրա, դեռևս անհայտ է.
• Կաթնասունների տարբեր տեսակներ ունեն մազերի տարբեր հաստություն (որքան էլ կլիշե հնչի):

Ամփոփելով այս հանրությանը հասանելի փաստերը և փորձերի ընթացքում ձեռք բերված տվյալները՝ գիտնականները կարողացան համեմատել բոլոր արդյունքները՝ հարաբերություններ ստեղծել մազերի հաստության և դրանց ամրության միջև:

Պատկեր թիվ 9. տարբեր կենդանիների տեսակների մազերի հաստության և ուժի հարաբերությունները:

Մազերի տրամագծի և առաձգականության տարբերությունների պատճառով գիտնականները որոշեցին պարզել, թե արդյոք դրանց առաձգական լարումները կարելի է կանխատեսել՝ հիմնվելով Վեյբուլի վիճակագրության վրա, որը կարող է հատկապես հաշվի առնել նմուշի չափի և արդյունքում առաջացած թերության չափի տարբերությունները:

Ենթադրվում է, որ մազերի հատվածը ծավալով V состоит из n ծավալի տարրեր և յուրաքանչյուր միավոր ծավալ V0 ունի թերությունների նմանատիպ բաշխում. Օգտագործելով ամենաթույլ կապի ենթադրությունը, տվյալ լարման մակարդակում σ հավանականությունը P պահպանելով մազերի տվյալ հատվածի ամբողջականությունը ծավալով V կարող է արտահայտվել որպես ծավալային տարրերից յուրաքանչյուրի ամբողջականությունը պահպանելու լրացուցիչ հավանականությունների արտադրյալ, մասնավորապես.

P(V) = P(V0) · P(V0)… · P(V0) = · P(V0)n

որտեղ է ծավալը V պարունակում է n ծավալային տարրեր V0. Քանի որ լարումը մեծանում է P(V) բնականաբար նվազում է:

Օգտագործելով երկու պարամետր Weibull բաշխում, ամբողջ ծավալի ձախողման հավանականությունը կարող է արտահայտվել հետևյալ կերպ.

1 - P = 1 - exp [ -V/V0 · (σ/σ0)մ]

որտեղ σ - կիրառական լարման, σ0-ը բնորոշ (տեղեկատու) ուժն է, և m — Վեյբուլի մոդուլը, որը հատկության փոփոխականության չափիչ է: Հարկ է նշել, որ ոչնչացման հավանականությունը մեծանում է նմուշի չափի մեծացմամբ V մշտական ​​լարման դեպքում σ.

Գծապատկերի վրա 9A Ցուցադրված է մարդու և կապիբարայի մազերի համար փորձարարական ձախողման սթրեսների Weibull բաշխումը: Մյուս տեսակների կորերը կանխատեսվել են՝ օգտագործելով #2 բանաձևը՝ m-ի նույն արժեքով, ինչ մարդու մազերի համար (m = 0.11).

Օգտագործված միջին տրամագծերն են՝ վարազ՝ 235 մկմ, ձի՝ 200 մկմ, պեկարի՝ 300 մկմ, արջ՝ 70 մկմ, փղի մազ՝ 345 մկմ և ընձուղտ՝ 370 մկմ։

Ելնելով այն հանգամանքից, որ կոտրման լարվածությունը կարող է որոշվել ժամը P(V) = 0.5, այս արդյունքները ցույց են տալիս, որ խափանման սթրեսը նվազում է մազի տրամագծի աճով տեսակների վրա:

Գծապատկերի վրա 9V ցույց է տալիս խզման կանխատեսված լարումները ձախողման 50% հավանականությամբ (P(V) = 0.5) և տարբեր տեսակների միջին փորձնական ճեղքման լարվածությունը:

Պարզ է դառնում, որ մազի տրամագիծը 100-ից 350 մմ մեծանալիս, դրա ճեղքման լարվածությունը նվազում է 200–250 ՄՊա-ից մինչև 125–150 ՄՊա։ Վեյբուլի բաշխման մոդելավորման արդյունքները հիանալի կերպով համընկնում են իրական դիտարկման արդյունքների հետ: Միակ բացառությունը պեկարի մազերն են, քանի որ դրանք չափազանց ծակոտկեն են: Պեկկարի մազերի իրական ուժն ավելի ցածր է, քան ցույց է տրված Weibull-ի բաշխման մոդելավորումը:

Ուսումնասիրության նրբություններին ավելի մանրամասն ծանոթանալու համար խորհուրդ եմ տալիս նայել հայտնում են գիտնականները и Լրացուցիչ նյութեր նրան.

Վերջաբան

Վերոնշյալ դիտարկումների հիմնական եզրակացությունն այն է, որ հաստ մազերը համարժեք չեն ամուր մազերին: Ճիշտ է, ինչպես ասում են իրենք՝ գիտնականները, այս հայտարարությունը հազարամյակի հայտնագործություն չէ, քանի որ նմանատիպ դիտարկումներ են արվել մետաղալարն ուսումնասիրելիս։ Հարցն այստեղ նույնիսկ ֆիզիկայի, մեխանիկայի կամ կենսաբանության մեջ չէ, այլ վիճակագրության մեջ. որքան մեծ է օբյեկտը, այնքան մեծ է թերությունների շրջանակը:

Գիտնականները կարծում են, որ աշխատանքը, որը մենք այսօր վերանայել ենք, կօգնի իրենց գործընկերներին ստեղծել նոր սինթետիկ նյութեր: Հիմնական խնդիրն այն է, որ չնայած ժամանակակից տեխնոլոգիաների զարգացմանը, նրանք դեռ ի վիճակի չեն մարդու կամ փղի մազերի նման մի բան ստեղծել։ Ի վերջո, այդքան փոքր բան ստեղծելն արդեն իսկ մարտահրավեր է, էլ չեմ խոսում դրա բարդ կառուցվածքի մասին:

Ինչպես տեսնում ենք, այս ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ ոչ միայն սարդի մետաքսն է արժանի գիտնականների ուշադրությանը՝ որպես ապագա գերամուր և գերթեթև նյութերի ոգեշնչում, այլև մարդու մազերը կարող են զարմացնել իր մեխանիկական հատկություններով և զարմանալի ուժով:

Շնորհակալություն կարդալու համար, եղեք հետաքրքրասեր և լավ շաբաթ ունեցեք տղաներ: 🙂

Մի քանի գովազդ 🙂

Շնորհակալություն մեզ հետ մնալու համար: Ձեզ դուր են գալիս մեր հոդվածները: Ցանկանու՞մ եք տեսնել ավելի հետաքրքիր բովանդակություն: Աջակցեք մեզ՝ պատվիրելով կամ խորհուրդ տալով ընկերներին, ամպային VPS մշակողների համար $4.99-ից, մուտքի մակարդակի սերվերների եզակի անալոգ, որը հորինվել է մեր կողմից ձեզ համար. Ամբողջ ճշմարտությունը VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps 19 դոլարից կամ ինչպես կիսել սերվերը: (հասանելի է RAID1 և RAID10-ով, մինչև 24 միջուկով և մինչև 40 ԳԲ DDR4):

Dell R730xd 2 անգամ ավելի էժան Ամստերդամի Equinix Tier IV տվյալների կենտրոնում: Միայն այստեղ 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 հեռուստացույց $199-ից Նիդեռլանդներում! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - $99-ից: Կարդացեք մասին Ինչպես կառուցել ենթակառուցվածքի կորպ. դաս՝ 730 եվրո արժողությամբ Dell R5xd E2650-4 v9000 սերվերների օգտագործմամբ մեկ կոպեկի համար:

Source: www.habr.com