Mirov bi piranî sohbetên li ser diranan bi kayîs, birîn û sadîstên bi kincên spî ve girêdidin ku tenê xeyal dikin ku ji diranên we mêşan çêkin. Lê henekan li hêlekê, ji ber ku bêyî diranan û rêgezên paqijiya dev ên hatine destnîşan kirin, ez û te tenê dê kartolên pelçiqandî û şorbe bi kaxez bixwin. Û ew hemî ji pêşkeftinê sûcdar e, ya ku ji me re ji diranên herî domdar, ku di heman demê de ji nû ve nûve nabin, dûr daye me, ku dibe ku nûnerên pîşesaziya diranan pir kêfxweş dike. Ger em li ser diranên nûnerên jîngeha çolê biaxivin, wê gavê şêrên bi heybet, şûkên xwînxwar û hîyenên zehf erênî têne bîra me. Lêbelê, tevî hêz û hêza çenên wan, diranên wan bi qasî diranên kêzikên behrê ne ecêb in. Erê, ev gûçek derziyên di bin avê de, ku ger hûn pê bikevin, dikare beşek baş ji betlaneya we xera bike, diranên xwe yên pir baş hene. Bê guman, ji wan ne pir in, tenê pênc in, lê ew bi awayê xwe bêhempa ne û dikarin xwe tûj bikin. Zanyaran ev taybetmendî çawa keşf kirin, ev pêvajo bi rastî çawa çêdibe, û ew çawa dikare alîkariya mirovan bike? Em vê yekê ji rapora koma lêkolînê hîn dibin. Ajotin.
Bingeha lêkolînê
Berî her tiştî, hêja ye ku meriv karakterê sereke yê lêkolînê nas bike - Strongylocentrotus fragilis, an jî di warê mirovî de, kêzikek deryaya pembe. Ev cureyê kêzika deryayê ji hevpîşeyên xwe yên din ne pir cûda ye, ji bilî şeklek şilandîtir û rengek glamor. Ew pir kûr dijîn (ji 100 m heta 1 km), û ew bi dirêjahiya 10 cm mezin dibin.
"Skeleton" ya kêzikek deryayê, ku sîmetrîya pênc-tîrêjê nîşan dide.
Kûçikên behrê, çiqasî hişk û hişk be, rast û xelet in. Yên berê xwedan şeklek laşê hema hema bêkêmasî ya dor bi hevrehmiya pênc-tîrêjê ya diyarkirî ne, dema ku yên paşîn asîmetrîktir in.
Dema ku hûn kêzikek behrê dibînin yekem tiştê ku çavê we dikişîne ew e ku stûnên wê yên ku tevahiya laşê wê digire. Di cureyên cuda de, derzî dikare ji 2 mm heta 30 cm be. Ji bilî derziyan, laş xwedî spheridia (organên hevseng) û pedicellaria (pêvajoyên ku dişibin darê zorê) hene.
Her pênc diran di navendê de bi zelalî xuya dibin.
Ji bo xêzkirina kêzikek deryayê, divê hûn pêşî serûbinî rawestin, ji ber ku vekirina devê wê li beşa jêrîn a laş e, lê vebûnên din li beşa jorîn in. Devê kêzikên behrê bi alaveke bixurandinê ya bi navê zanistî ya bedew "fenerê Arîstoteles" hatiye çêkirin (Arîstoteles bû yê ku yekem car ev organ şirove kir û şeklê wê bi fenerek kevnar a kevnar re berawird kir). Ev organ bi pênc çeneyên ku her yek ji wan bi diranek tûj diqede ye (fenera Arîstotelî ya gewriyê pembe ku tê lêkolîn kirin di wêneya 1C de li jêr tê xuyang kirin).
Texmînek heye ku domdariya diranên kêzika deryayê bi tûjkirina wan a domdar, ku bi hilweşandina hêdî-hêdî ya pelikên mîneralîzekirî yên diranan pêk tê ji bo domandina hişkiya rûbera dûr ve tê peyda kirin.
Lê bi rastî ev pêvajo çawa dixebite, kîjan diran hewce ne ku bêne tûj kirin û kîjan na, û ev biryara girîng çawa tê girtin? Zanyaran hewl dan ku bersiva van pirsan bibînin.
Encamên lêkolînê
Wêne #1
Berî ku em razên diranan ên kêzikên deryayê eşkere bikin, werin em bi tevahî li avahiya diranên wan binêrin.
Di wêneyan de 1-1С lehengê lêkolînê tê xuyang kirin - kêzikek deryaya pembe. Mîna keriyên deryayê yên din, nûnerên vê cureyê pêkhateyên xwe yên mîneral ji ava deryayê digirin. Di nav hêmanên îskeletî de, diran bi kalsîta ku bi magnezyûmê dewlemendkirî ye (% 99) mîneralîze ye.
Weke ku me berê jî behs kir, hedgehog diranên xwe bikar tînin da ku xwarinê bixapînin. Lê ji xeynî vê, ew diranên xwe bikar tînin ku ji xwe re çalan dikolin, ku tê de ji nêçîrvanan an hewa xirab vedişêrin. Ji ber vê karanîna neasayî ya ji bo diranan, ya paşîn divê zehf xurt û tûj be.
Di wêneyê de 1D tomografya mîkrokompîterî ya parçeyek ji diranek tevahî tê xuyang kirin, ku nîşan dide ku diran li ser xêzek elîptîkî ya bi beşa xaça T-yê hatî çêkirin.
beşa xaça diran (1E) nîşan dide ku diranek ji sê herêmên avahîsaziyê pêk tê: lamineyên seretayî, herêma calculus, û lamineyên duyemîn. Navçeya kevir ji fiberên hûrgelê yên piçûk ên ku ji hêla şêlek organîk ve têne dorpêç kirin pêk tê. Têlên di matrixek polîkrîstalîn de ku ji pariyên kalsît ên dewlemend ên magnesiumê pêk tê de têne bicîh kirin. Bejna van parçikan bi qasî 10-20 nm e. Lekolînwan destnîşan dikin ku giraniya magnezyûmê li seranserê diran ne yekreng e û ber bi dawiyê ve zêde dibe, ku ev jî berxwedana wê ya zêde û hişkbûna wê peyda dike.
Beşa dirêjî (1F) qada kevirê diranê hilweşîna rîşan nîşan dide, û her weha hilweşînek, ku ji ber hilweşîna di navbeyna fiberan û membrana organîk de çêdibe.
Pelqên seretayî bi gelemperî ji yek krîstalên kalsîtê pêk tên û li ser rûbera diranan a diranan pêk tên, dema ku lewheyên duyemîn rûbera girêk tijî dikin.
Di wêneyê de 1G komek ji lewheyên seretayî yên kevçî têne dîtin ku bi hevûdu re paralel in. Di heman demê de wêne fîber û matrixa polîkristalîn jî nîşan dide ku cîhê di navbera lewheyan de dagirtin. Kiel (1H) bingeha beşa T-ya xaçê pêk tîne û hişkiya diranê ya diranan zêde dike.
Naha ku em strukturên diranek behrê ya pembe dizanin, naha pêdivî ye ku em taybetmendiyên mekanîkî yên pêkhateyên wê fam bikin. Ji bo vê armancê, bi karanîna mîkroskopek elektronîkî ya şopandinê û ceribandinên pêvekirinê hatin kirin nanoindentation*. Testên nanomekanîkî bi nimûneyên ku li ser rêyên dirêjî û birêkûpêk ên diranan qut dikin.
Nanoindentation* - ceribandina materyalê bi pêlkirina amûrek taybetî - xêzek - li ser rûyê nimûneyê.
Analîza daneyan destnîşan kir ku modula Young ya navîn (E) û serhişkiya (H) ya li serê diranê di rêyên dirêjî û yên birêkûpê de ev in: EL = 77.3 ± 4,8 GPa, HL = 4.3 ± 0.5 GPa (dirêj) û ET = 70.2 ± 7.2 GPa, HT = 3,8 ± 0,6 GPa (derbasî).
Modula Ciwan * - mîqdarek fizîkî ya ku şiyana maddeyek ku li hember tansiyon û zextê radiweste vedibêje.
Serhişkî* - Taybetmendiya maddeyek ku li hember ketina laşek hişktir (indenter) li ber xwe bide.
Digel vê yekê, di arasteka dirêjî de derbên bi barkirina pêvek a cyclic hatine çêkirin da ku modelek zirara vîsko-plastîk ji bo devera zinar were afirandin. Li 2 kêşa barkirin-jicihbûnê tê nîşandan.
Wêne #2
Modula her çerxê li ser bingeha rêbaza Oliver-Pharr bi karanîna daneyên dakêşanê hate hesibandin. Bi zêdebûna kûrahiya vekêşanê re di modulê de kêmbûnek monotonîk nîşan dan (2B). Ev xirabbûna hişkbûnê bi berhevkirina zirarê tê ravekirin (2C) di encama deformasyoneke bêveger. Hêjayî balkişandinê ye ku pêşveçûna sêyemîn li dora fiberan pêk tê, û ne bi wan re.
Taybetmendiyên mekanîkî yên pêkhateyên diranan jî bi karanîna ceribandinên pêvekirina mîkropillarê ya qas-statîk hatin nirxandin. Ji bo hilberandina stûnên bi mezinahiya mîkrometreyê tîrêjek îyonek baldar hate bikar anîn. Ji bo nirxandina hêza girêdana di navbera lewheyên seretayî yên li ser milê diranan de, mîkropillarên bi rêgezek birêkûpêk li gorî navbera normal a di navbera plakan de hatine çêkirin (2D). Di wêneyê de 2E mîkropilarek bi navgînek mêldar tê xuyang kirin. Û li ser grafikê 2F Encamên pîvandina tansiyona birînê têne xuyang kirin.
Zanyar rastiyek balkêş destnîşan dikin - modula elastîk a pîvandî hema hema nîvê ceribandinên guheztinê ye. Ev cûdahiya di navbera ceribandinên xêzkirinê û pêvekirinê de ji bo emaleya diranan jî hatiye destnîşan kirin. Heya nuha, gelek teorî hene ku vê nakokiyê rave bikin (ji bandorên hawîrdorê yên di dema ceribandinan de heya pîsbûna nimûneyê), lê hîn jî bersivek zelal ji pirsa çima nakokî çêdibe tune.
Di lêkolîna diranên behrê de gava paşîn ceribandinên cilê bû ku bi karanîna mîkroskopa elektronîkî ya şopandinê hate kirin. Diran bi xwedangehek taybetî ve hate zeliqandin û li ser substratek almasek ultrananokrîstal hate pêçandin (3).
Wêne #3
Zanyar destnîşan dikin ku guhertoya wan a ceribandina kincê berevajî ya ku bi gelemperî tê kirin e, ku li wir tîpek almasê di binê substratek materyalê de tê ceribandin tê pêçan. Guhertinên di teknîkên ceribandina cilûbergê de rê dide ku meriv taybetmendiyên mîkrostruktur û pêkhateyên diran baştir fam bike.
Wekî ku em di wêneyan de dibînin, dema ku bargiraniya krîtîk gihîştiye, çîp dest pê dikin. Hêjayî gotinê ye ku hêza "teqandina" fenerê Arîstoteles di kêzikên deryayê de li gorî celebê ji 1 heta 50 newton diguhere. Di îmtîhanê de hêzek ji sedan mîkronewton heta 1 newton hat bikaranîn, yanî. ji 1 heta 5 newton ji bo tevahiya fenerê Arîstotelî (ji ber ku pênc diran hene).
Di wêneyê de 3B(i) Parçeyên hûr ên xuya (tîra sor) di encama xişandina li qada kevir de çêdibin. Gava ku qada kevir dişewite û diqewime, şikestinên li navberên di navbera lewheyan de dikarin ji ber barkirina çewisandin-perçiqandinê û berhevbûna stresê li qada plakaya kalsîtê pêşve bibin û belav bibin. Wêne 3B(ii) и 3B(iii) cihên ku perçe perçe bûne nîşan bidin.
Ji bo berhevdanê, du celeb ceribandinên kincê hatin kirin: bi barek domdar a ku bi destpêka hilberînê re têkildar e (WCL) û bi barek domdar a ku bi stresa hilberînê (WCS) re têkildar e. Di encamê de du cureyên diranan hatin bidestxistin.
Vîdyoya testa cilê:
Qonaxa I
Qonaxa II
Qonaxa III
Qonaxa IV
Di bin barkirina domdar de, di ceribandina WCL de tengasiya deverê hate dîtin, lê ti şikestin an zirarek din li lewheyan nehat dîtin (4A). Lê di ceribandina WCS de, dema ku hêza normal hate zêdekirin da ku stresa pêwendiya navmalî domdar bimîne, çîpkirin û windabûna lewheyan hate dîtin (4B).
Wêne #4
Ev çavdêrî ji hêla grafikê ve têne pejirandin (4С) pîvandina qada pêçandinê û qebareya lewheyên çîpkirî li gorî dirêjahiya şemitandinê (mînakeya li ser almasê di dema ceribandinê de).
Ev graf di heman demê de destnîşan dike ku di rewşa WCL de, çîp çênabin jî heke dûrahiya şûştinê ji ya WCS mezintir be. Kontrolkirina lewheyên pêçandî û çîpkirî ji bo 4B destûrê dide me ku em mekanîzmaya xwe-tûjkirina diranên deryayê çêtir fam bikin.
Qada qada pêçandî ya kevir zêde dibe her ku plakaya ji hev vediqetîne, beşek ji qada pêçandî radike. [4B (iii-v)]. Taybetmendiyên mîkrosaziyê yên wekî girêdana di navbera kevir û pelan de vê pêvajoyê hêsantir dike. Mîkroskopiyê nîşan da ku fîberên li devera hesap diherikin û di nav tebeqeyên lewheyên di beşa vekêşê ya diranê de derbas bûne.
Li ser nexşeyê 4С gava ku plakaya nû ji diranê veqete, hejîna li qebareya devera çîpkirî xuya dibe. Meraq e ku di heman kêliyê de di firehiya herêma şêlandî de kêmbûnek tûj heye (4D), ku pêvajoyek xwe-tûrbûnê nîşan dide.
Bi hêsanî, van ceribandinan destnîşan kir ku dema ku di dema ceribandinên kincê de barek normal (ne krîtîk) domdar tê domandin, dema ku diran tûj dimîne, tîrî gêj dibe. Derdikeve holê ku diranên zozanan di dema karanîna de tûj dibin ger bar ji krîtîkê derbas nebe, wekî din dibe ku zirar (çîp) li şûna tûjbûnê çêbibe.
Wêne #5
Ji bo têgihîştina rola mîkrostrukturên diran, taybetmendiyên wan û tevkariya wan a di mekanîzmaya xwe-tirkirinê de, analîzek hêmanên dawîn ên nehêl ên pêvajoya cilê hate kirin (5). Ji bo vê yekê, wêneyên beşek dirêjî ya serê diranê hatin bikar anîn, ku wekî bingehek ji bo modelek du-alî ya ku ji kevir, lewhe, keel û navberên di navbera lewh û kevir de pêk tê, xizmet kir.
Wêne 5B-5H li kêleka herêma kevir û slabê nexşeyên konturê yên pîvana von Mises (pîvana plastîkbûnê) ne. Dema ku diranek tê pelçiqandin, kevir di bin deformasyonên mezin ên vîskoplastîk de derbas dibe, zirarê dicivîne û li hev diqelişe ("pişk")5B и 5C). Zêdetir çewisandin dibe sedema bendek dirûnê di kevir de, ku pir ji deformasyon û zirara plastîk kom dibe, beşek ji kevir diqetîne, ew rasterast bi binê binê têkiliyek ve dike (5D). Parçebûna kevirên weha di vê modelê de bi çavdêriyên ezmûnî re têkildar e (parçeyên şikestî yên li ser 3B(i)). Tevlihevî di heman demê de dibe sedema hilweşîna di navbera lewheyan de ji ber ku hêmanên navberê dikevin ber barên tevlihev, û di encamê de dekohezyon (delamination) çêdibe. Her ku qada pêwendiyê zêde dibe, stresên têkiliyê zêde dibin, dibe sedema destpêkirina şikestê û belavbûna li navrûyê (5B-5E). Wendabûna adheziyonê ya di navbera lewheyan de berzbûna ku dibe sedema qutbûna plakaya derve zêde dike.
Xirandin zirara navberê girantir dike, û dibe sedema rakirina waferê dema ku vafer(an) dikevin şikestinê (ku şikestin ji navberê vediqetin û dikevin nav waferê, 5G). Her ku pêvajo berdewam dike, perçeyên plakê ji serê diranê vediqetin (5H).
Balkêş e, ku modela pir rast pêşbînî dike ku di her du deverên kevir û plakaya de, ku zanyar jixwe di dema çavdêriyan de ferq kirine (3B и 5I).
Ji bo têgihîştina hûrgulî ya hûrgelên lêkolînê, ez pêşniyar dikim ku li ser çavan bigerim и ji wî re.
Încîlê
Vê xebatê careke din piştrast kir ku pêşveçûn ji diranên mirovan re ne pir xweş bû. Bi ciddî, di lêkolîna xwe de, zanyaran karîbûn bi hûrgulî lêkolîn bikin û mekanîzmaya xwe-tûjkirina diranên behrê, ku li ser bingeha avahiya neasayî ya diran û barkirina rast a li ser wê ye, rave bikin. Pîlên ku diranê hedgehogê vedişêrin, di bin barek diyarkirî de ji hev vediqetin, ev jî dibe alîkar ku diran tûj bimîne. Lê ev nayê vê wateyê ku kêzikên deryayê dikarin keviran biperçiqînin, ji ber ku gava ku nîşanên bargiraniya krîtîk têne gihîştin, şikestin û çîp li ser diranan çê dibin. Derket holê ku prensîba "hêza we heye, hûn ne hewceyî îstîxbaratê ne" bê guman dê tu feydeyê nede.
Mirov dikare bifikire ku lêkolîna diranên rûniştevanên deryaya kûr ji bilî têrkirina meraqa mirovî ya têrnebûyî tu feydeyê nade mirovan. Lêbelê, zanîna ku ji vê lêkolînê hatî bidestxistin dikare bibe bingehek ji bo afirandina celebên nû yên materyalên ku dê xwedan taybetmendiyên mîna diranên gewriyê bin - berxwedana libergirtinê, xwe-tûjkirina di asta materyalê de bêyî arîkariya ji derve, û domdarî.
Werhasilî kelam be, xweza gelek razên ku me hîna eşkere nekiriye vedişêre. Ma ew ê bikêr bin? Belkî erê, dibe ku ne. Lê carinan, di lêkolînên herî tevlihev de jî, carinan ne meqsed, lê rêwîtiya xwe girîng e.
Roja Înê ji top:
Daristanên kevroşkên mezin ên binê avê wekî cîhek kombûna kêzikên deryayê û afirîdên din ên deryaya neasayî xizmet dikin. (BBC Earth, dengbêjî ji hêla David Attenborough ve).
Spas ji bo xwendinê, meraq bimînin û hefteyek xweş hebe heval! 🙂
Spas ji bo ku hûn bi me re bimînin. Ma hûn ji gotarên me hez dikin? Ma hûn dixwazin naveroka balkêştir bibînin? Piştgiriya me bikin bi danîna fermanek an pêşniyarkirina hevalan, 30% erzanî ji bo bikarhênerên Habr li ser analogek bêhempa ya pêşkêşkerên asta têketinê, ku ji hêla me ve ji bo we hatî vedîtin: (bi RAID1 û RAID10, heta 24 core û heya 40 GB DDR4 peyda dibe).
Dell R730xd 2 car erzantir? Tenê li vir li Hollanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - ji $99! Li ser bixwînin
Source: www.habr.com