Capillus hodiernus homo nihil aliud est quam elementum visualis auto-identificationis, partis imaginis et imaginis. Quamvis hoc, hae formationes corneae cutis varias functiones biologicas momenti habent: tutela, thermoregulation, tactus, etc. Quam fortis est coma nostra? Quod evenit, multoties fortiores sunt pilis elephantorum vel pantherarum.
Hodie cognoscemus pervestigationem qua docti ex Universitate Californiae (USA) probare constituerunt quomodo crassitudinem capillorum eiusque vires in diversas species animalis, etiam homines, referant. Cuius capilli validissimi sunt, quae proprietates mechanicas habent varia genera capillorum, et quomodo potest haec investigatio adiuvare novas materiarum genera evolvere? De hoc discimus ex fama phisicorum. Vade.
Investigatio basis
Capillus, ex parte keratin dapibus constans, est formatio corneis mammalium cutis. Nam capillus, lana et pellis synonyma sunt. Structura pili consistit e laminis keratinis quae se mutuo includunt, sicut dominoes super se invicem cadentes. Singuli pili tres ordines habent: cuticula exterior et stratum tutelarium; cortex - cortex constans ex cellulis mortuis elongatis (magnam ob vim et elasticitatem pili, colorem ob melaninum determinat) et medullam - stratum centralem pili, constans e cellulis keratinis mollibus et cavitatibus aeris, qua; implicari in translatione nutrimentorum aliis stratis.
Si pili directe dividuntur, sectio subcutanea (scapulae) et sectionem subcutaneam (bulbam vel radicem accipimus). In folliculo bulbus cingitur, cuius figura figuram ipsius comae eflicit: folliculus rotundus directus, folliculus ovalis leviter crispus, folliculus renalis crispus est.
Multi phisici suadent evolutionem humanam mutare propter progressum technologicum. Hoc est, quaedam organa et structurae in corpore nostro paulatim rudimenta fiunt - ea quae intendunt propositum amiserunt. Hae partes corporis comprehendunt sapientiam dentes, appendix et capillos corporis. Aliis verbis, putant phisici tempus temporis, hae structurae ab anatomia nostra omnino evanescunt. Utrum hoc verum sit necne, difficile dictu est, sed pro multis simplicibus, dentes sapientiae, verbi gratia, dentist adire consociantur propter inevitabilem remotionem.
Licet homo comis eget, non iam in thermoregulatione vitali munere fungatur, sed adhuc est pars integralis aestheticorum. Idem dici potest de cultura mundi. In multis regionibus, ab immemorabili tempore, fons omnium vigoris capillus reputatus est, et secans problemata possibilium et etiam defectibus in vita sociata fuit. Sacra capillorum significatio e ritibus shamanicis antiquarum gentium ad religiones recentiores, opera scriptorum, artificum et statuariorum migravit. Speciatim forma femina saepe propinqua erat ut capillus feminarum amabilium spectabat vel depingebatur (exempli gratia in picturis).
Animadverto quomodo capillus Veneris expressus sit (Sandro Botticelli, "Nativitas Veneris", 1485).
Abiciamus aspectum culturae et aestheticam capillorum et incipiunt investigare scientiarum.
Capillus in una forma vel alia in pluribus mammalium speciebus adest. Si pro hominibus non amplius sunt momenti ex parte biologica, tunc pro aliis repraesentativis mundi animalis lana et pellis sunt vitalia. Eodem tempore, secundum earum structuram fundamentales, pilorum humanorum, exempli gratia, pili elephanti sunt simillimi, quamvis sint differentiae. Harum mensura maxime conspicua est, quia pilorum elephantorum multo crassior est quam nostra, sed, ut evenit, non valentior.
Etiam docti capillos et lanam per aliquod tempus multum studuerunt. Effectus horum operum tam in cosmetologia quam in medicina effecti sunt, tum in levi industria (vel, ut notissimus Kalugina L.P. diceret: "lucem industriam"), vel pressius in textilibus. Praeterea studium pili multum adiuvit in evolutione biomateriarum quae in keratin fundata est, quae ineunte saeculo superiore ab animalibus cornibus calcis utens segregare didicerunt.
Quod keratin ita obtinuit, ut nes crearet qui addendo formaldehyde confirmari posset. Postea non solum a cornibus animalium, sed etiam a pilo, tum a pilis humanis, keratin separare didicerunt. Substantiae keratin fundatae usum suum in fucis, compositis et etiam in tabulis coatingis invenerunt.
Hodie, industria discendi et producendi materias durabiles et leves velociter elaborandum est. Capillus, quia naturaliter est, una est materia naturalium quae huiusmodi investigationem inspirat. Considera vires distrahentes lanae et capillorum humanorum, qui ab 200 ad 260 MPa pervagantur, quae certae fortitudini 150-200 MPa/mg m-3 aequivalet. Atque hoc fere ferro comparandum est (250 MPa/ mg m-3).
Praecipuum munus in formatione proprietatum mechanicarum pili in structura hierarchica agit, simile doll matryoshkae. Praecipuum huius structurae elementum est cortex interior cellularum corticalium (diameter circiter 5 µm et longitudinis 100 µm), constans ex macrofibrils distinctis (diametris circiter 0.2-0.4 µm), quae vicissim constant filamentis intermediis (7.5 nm. diametro, in matrice amorpho immersa.
Proprietates mechanicae capillorum, eius sensus ad temperiem, humiditas et deformatio directae effectus sunt partium amorphoi et crystallini corticis commercio. Cortex fibrae keratinae pili humani cortex altam elongationem typice habent, cum distensione plus quam 40%.
Talis aestimatio debetur structurae explicatio а-keratin et in quibusdam, transformatio in b-keratin, quae ad augmentum longitudinis ducit (a 0.52 nm plena alterna helix extenditur ad 1.2 nm in configuration. b). Haec una est praecipuarum causarum cur multa studia in keratin specie posuerunt ut id in synthetica forma reficiat. Tegumen autem pilorum (cuticuli), ut iam novimus, constat lamellis (0.3-0.5 microns crassis et 40-60 microns longitudinis).
Antea, phisici iam investigationem gesserunt de proprietatibus mechanicis pili hominum ex diversis aetatis et ethnicis coetibus. In hoc opere, emphasin posita est ad discendas differentias in proprietatibus mechanicis pili diversarum specierum animalium, scilicet: homines, equi, ursi, apros, capybaras, peccaries, camelopardali et elephanti.
Investigationis eventus
Imago # I: Insecta coma humana (А - cuticula; В - Cortex fractura; fibrarum extremitates exhibens; С — superficies culpae, ubi tres ordines apparent; D — Superficies lateralis corticis ostendens fibra elongationem).
Capillus humanus adultus circiter 80-100 microns in diametro est. Cura capillorum normalium, eorum species est admodum holistic (.1А). Pars interna capillorum humanorum est cortex fibrosus. Post distrahentes probationes, inventum est cuticulam et cortex pilorum humanorum aliter fregisse: cuticula typice laesurae (collabatur), et fibrae keratinae in cortex extractae sunt et e structura altiore evulsae sunt.1В).
Picta 1С fragilis superficies cuticulae clare cernitur cum laminis visualizatione, quae cuticulae lamellae imbricatae sunt et crassitudinem 350-400 nm habent. Delaminatio observata in superficie fracturae, et natura fragilis huius superficiei, indicat communicationem interfacialem infirmam inter cuticulam et cortex, et inter fibras intra cortex.
Keratin fibrae in cortex exfoliatae sunt (1D). Hoc innuit fibrosum cortex imprimis vires mechanicae pili.
Imago No. 2: Insecta Insecta (А — Cuticulas, quarum aliquae bracteae ob incuriam leviter deflexae sunt; В — specie rupti; С — Ruptura corticis, ubi scissa cuticula cernitur; D — cuticulae singulae).
Coma equina structura pilis humanis similis est, excepta diametro, quae maior est 50 (150 microns). In pictura 2А Patet damnum cuticulae videre potes, ubi multae laminae non tam arcte coniunctae sunt quam in pilis humanis. Situs rupturae saetae equinae normalem confractionem et confractum capillorum (detractationem laminarum cuticulae comprehendit). On 2В Utraque genera damna conspicua sunt. In regionibus ubi lamellae penitus avulsae sunt, interfacies inter cuticulam et cortex apparet.2С). Aliquot fibrae discerptae et dilaceratae ad interfaciem. Comparando has observationes cum observationibus praecedentibus (capillos humanos), tales defectiones indicant quod pili equi non tam vim experiuntur quam pilorum humanorum, cum fibrae in cortex evulsae sunt, et a cuticula prorsus abstractae. Videri etiam potest quod laminae quaedam e virga detractae sunt, quae ob accentus distrahentes (2D).
Imago # III: Fer capillus Insecta (А - cuticula; В - damnum in duobus punctis cum ruptura area; С — crepuit cuticulae cum fibris in cortex delibatione; D — Singulae fibrae structurae, fibrae aliquot elongatae a communi structura apparent).
Crassitudo pilorum ursi 80 microns est. Laminae cuticulae arctissime inter se coniunctae sunt (3А) , et in quibusdam locis etiam difficile est singulas laminas distinguere. Quod potest fieri ex attritu capillorum contra vicinos. Sub distrahentes accentus, hi capilli proprie scinduntur cum specie rimas longi (inset on 3Bkeratin fibris keratin in cortex facile delaminatis. Delaminatio corticis in cuticula intermissum facit, ut patet in obliqua exemplaris confractione (3С). Haec tensio facit aliquos fibras e cortex evelli (3D).
Image No. 4: comae apri morphologiae (А - Ordinarius fractura plana hairline; В — structura cuticulae statum pauperem integritatis (convolutionis) bractearum demonstrat; С — Singula hiatus interfaciei inter cuticulam et cortex; D — Fibrae elongatae a tota massa et fibrillis prominentibus).
Capillus apri admodum densus (230 mm), praesertim cum pilis ursis. Capilli apri laceratio laesa satis clare spectat (4А) perpendicularis ad directionem distrahendi accentus.
Laminae cuticulae relative parvae expositae ab agmine pilorum ob oras extensi4В).
In superficie zonae destructionis clare conspicuum est fibrarum delaminatio, tum etiam patet eas intra cortex inter se arctissime connexas.4С). Solae fibrae in interface inter cortex et cuticulae ob separationem expositae sunt (4D), quae praesentiam fibrillarum corticalium crassarum (250 um diametrorum patefecit). Quaedam fibrillarum ob deformationem aliquantulum exsertae. Putantur pro agente ad corroborandum crines apri.
Imago #5: Elephantus capillus morphologiam (А - С) Et panthera (D - F). А - cuticula; В — vitrico crine frangere; С — aliubi intus pili indicant, ubi fibrae evulsae sunt. D - laminis cuticularis; Е — ne crines frangant; F — Fibrae in fractura superficiei avulsae.
Pili infantis elephanti circiter 330 microns crassi esse possunt, et in adulto ad 1.5 mm pervenire potest. Patinae in superficie difficile distinguuntur (5А).Elephant coma etiam prona ad normalem naufragii i.e. ad pura distrahentes fracturam. morphologia autem superficiei fracturae speciem calcatam ostendit (5В) , forte ex praesentia defectuum minorum in cortex pili. Quaedam foramina parva etiam videri possunt in superficie fracturae, ubi fibrillae confirmaturae ante damnum positae erant.5С).
Capillus camelopardalis est etiam admodum crassus (370 microns), quamvis dispositio laminarum cuticulae non ita clara sit (5D). Creditur hoc ob damnum variis factoribus environmental (exempli gratia friction contra arbores in pastu). Quamvis differentiae, pili pantherarum interrumpentes similes fuisse cum elephantis.5F).
Imago No. 6: capybara coma morphologia (А — Duplex structura cuticularis laminarum; В — ruptura duplicis structurae; С - Fibrae circa fines rupturae fragiles et rigidae apparent; D — Fibrae elongatae e zona ruptura duplici structura).
Pili capybarum et peccariorum ab omnibus aliis pilis oriuntur. In capybara, maxima differentia est praesentia figurae duplicis cuticulae et figurae comae ovalis (6А). Sulcus inter duas partes speculorum capillorum necesse est, ut aquam e pilo animalis citius removeat, ac melius VENTILATIO, quae citius siccari sinit. Capillus in duas partes per rimam expositus, et unaquaeque pars corrumpitur.6В). Cortex fibrae multae separantur et extenduntur (6С и 6D).
Image #7: Morphologia coma Peccary (А — De structura cuticulae et rupturae loco; В — morphologia cortex interitus et structurae singula; С — cellulae clausae (20 microns in diametro), cujus parietes ex fibris constant; D — cellae muri).
Peccata (familia Tayassuidae, i.e. pili cortex raros habet, et cuticulae laminas distinctas non habet (7А). Cortex pili continet cellulas clausas 10-30 metientes microns (7В) , quorum muri fibrillae keratin constant ( .7С). Muri hi sunt admodum rari, et amplitudo unius porum microns circiter 0.5-3 est.7D).
Ut videre potes in pictura 7Аsine adminiculo fibrosi corticis, per rimas cuticulae per lineam intermissam, et alicubi fibrae evelliuntur. Haec compages capillorum necessaria est ut capillos magis verticales, magnitudinem animalis visibiliter augens, quod mechanismum peccari potest defendere. Compressio pili peccaria satis bene resistit, sed extendens non tolerat.
Cognitis formis structurarum capillorum diversorum animalium, et de earum generibus damni ex tensione, scientias mechanicas proprietates describere incepit.
Imago N. 8: deformatio schematis pro singulis crinibus speciei et schematis habiti experimentalis ad notitias obtinendas (strain rate 10-2 s-1).
Ut ex lacinia purus videri potest, responsio ad crines diversarum specierum animalium extendens longe alia fuit. Sic pili hominis, equi, apri, ursi similem reactionem lanae (non alterius, sed textili materiam ostenderunt).
Ad modulum elasticum relative altum GPa 3.5-5, curvae ex regione lineari (elasticae) consistunt, deinde campestria cum accentus lente crescens usque ad contentionem 0.20-0.25, post quam rate obdurationis signanter crescit usque ad defectum contentionem 0.40. In planitie refers to unwinding а-helical structura filamentorum intermediorum keratin, quae in nonnullis casibus transmutare potest b-sheets (plana structurae). Totus explicatio deformatio 1.31 ducit, quae est insigniter altior quam in fine huius scaenae (0.20-0.25).
Stamina crystallina structurae pars circumdatur amorpho matrice quae non transformat. Pars amorphous circiter 55% totius voluminis componit, sed tantum si diameter filamentorum intermediorum est 7 um et separantur per 2 nm materiae amorphiae. Haec accurata indicia in superioribus studiis derivata sunt.
Durante statu deformationis, illapsum fit inter fibras corticales, ac inter elementa minora structurarum, sicut microfibrils, filamentis intermediis et matrice amorpho.
Panthera, elephanti et capilli peccari comparationem linearem obfirmant responsionem exhibent cum nulla perspicua distinctione inter campestres et regiones celeris obdurationis (apices). Modulus elasticus relative humilis est et circa 2 GPa.
Dissimilis aliae species, capillus capybara responsionem exhibet propria obduratione celeri cum passiones successivae applicantur. Haec observatio cum insolita structura capillorum capybarae coniungitur vel pressius cum duarum partium symmetriarum et inter eas longitudinalis sulcus.
Studia priora iam peracta sunt quae indicant modulum (elasticitatis longitudinalis moduli) decrescere cum diametro capillorum in diversis speciebus animalis crescentibus. Haec opera animadverterunt modulum peccari Iuvenis signanter humiliorem esse quam aliorum animalium, quae propter porositatem crinium structuram provenire possunt.
Est etiam curiosum quod peccaria tam nigra quam alba in crinibus (coloris) habent. Distractum erumpit plerumque in area alba capillorum. Auxit resistentiam areae nigrae praesentia melanosomes, quae solum in capillis nigris inveniuntur.
Hae observationes omnes vere singulares sunt, sed praecipua quaestio manet: num dimensiones capillorum in suo robore partes agunt?
Si capillos in mammalibus describimus, praecipua facta illustrare possumus quae inquisitoribus nota sunt;
- in pluribus generibus capillorum, crassior in media parte, et ad finem cerei; Pellis ferarum crassior habitat;
- Variationes in diametro capillorum unius speciei indicant crassitudinem capillorum variam intra crassitudinem communem pro data specie animali. Crassitudo capillorum inter varia ejusdem speciei repraesentativa differre potest, sed quid interest, adhuc ignotum est;
- Mammalium species diversae habent crassitudines capillorum diversas (sicut cliche sonantes).
Cum haec publice facta praesto sumendo et data per experimenta consecuta, phisici omnes eventus comparare poterant ad relationes formandas inter crassitudinem capillorum et eius virium.
Imago N. 9: relatio inter crassitudinem capillorum et vires suas in diversis speciebus animalis.
Propter differentias capillorum diametri et extensionis, viri docti decreverunt videre si eorum distrahentes passiones praedici possent secundum Weibull statistica, quae specialiter rationem differentiarum magnitudine exempli et defectus consequentis magnitudinis.
Ponitur segmentum capillorum cum volumine V Habet n elementa voluminis, et unumquodque volumen V0 similis est vitiorum distributio. Utens infima suppositione nexus, dato gradu intentionis σ probabilitas P servans integritatem alicuius capitis segmentum cum volumine V exprimi potest ut producta additis probabilibus ad integritatem uniuscuiusque voluminis elementorum conservandam, nempe;
P(V) = P(V0) · P(V0. P(V0) = · P(V0)n
ubi est volumen V continet volumen elementa n V0. Sicut voltage crescit P(V) Naturaliter decrescit.
Distributio Weibull in duobus modulis, probabilitas defectus totius voluminis exprimi potest:
1 - P = 1 - exp [ -V/V0 · (σ/σ0)m]
quibus σ - applicata intentione, σ0 proprium est robur et m — Weibull modulus, qui est mensura proprietatis variabilitatis. Notatu dignum est probabilitatem interitus augere cum magnitudine exempli V at constant voltage σ.
In chart 9А Weibull distributio defectus experimentalis extollit pro pilis humanis et capybara ostenditur. Curvae aliarum specierum utentes formulae #2 praedictae sunt eodem valore m ac pilorum humanorum (m = 0.11).
Mediocris diametri adhibitae erant: apri - 235 µm, equi - 200 µm, peccary - 300 µm, ursus - 70 µm, pili elephanti - 345 µm et panthera - 370 µm.
Ex eo quod fractionis accentus determinari potest ad P(V) = 0.5, hi eventus indicant defectum accentus decrescere cum capillorum diametro per species crescendo.
In chart 9В ostendit praedicta discordiam extollit ad L% probabilitatem deficiendi (P(V) = 0.5) et vis mediocris experimentalis fractionis pro diversis speciebus.
Patet ut, cum diameter capillorum ab 100 ad 350 mm crescat, vis eius fractionis decrescat ab 200-250 MPa ad 125-150 MPa. Simulatio Weibull eventus distributio in excellenti congruentia cum eventis observationis actualis. Sola exceptio est pilorum peccariorum perquam raro. Ipsa vis capillorum peccatricis inferior est quam quae per exemplum Weibull distributio ostenditur.
Pro accuratiore studiorum notis ac simplicium rerum notis commendo и ad eum.
epilogus,
Praecipua conclusio praedictorum observationum est, quod coma densissima non est instar capilli validi. Verum, ut ipsi physici dicunt, haec propositio millennii non est inventio, cum similes observationes factae sint cum filum metallicum studet. Punctum hic non est etiam in physicis, mechanicis vel biologia, sed in statisticis, quo maius obiectum est, eo maior ambitus defectuum.
Scientes credunt opus quod hodie recensuimus, collegas suos adiuvaturos ut materias syntheticas novas crearent. Praecipuum problema est quod, quamvis hodiernae technologiae enucleentur, nondum tamen sunt capaces aliquid creandi sicut capillos humanos vel elephantos. Ceterum, aliquid tam parvum creans iam provocatio est, nedum complexa eius structura.
Ut perspicimus, hoc studium ostendit non solum sericum aranea attentione scientiarum dignum esse ut inspiratio ad futuras materias ultra-fortis et ultra-levis, sed etiam capillos humanos cum suis mechanicis proprietatibus et miris viribus admirari possit.
Gratias legendi, mane curiosus et magnas hebdomadas latinas habent. 🙂
Quidam ads
Gratias tibi ago pro manendo nobiscum. Placetne tibi vasa nostra? Vis videre plus interesting contentus? Suscipe nos ponendo ordinem vel commendando amicos; , unicum analogum de ingressu servientibus, quod a nobis pro vobis est inventum: (praesto cum RAID1 et RAID10, usque ad 24 coros et usque ad 40GB DDR4).
Dell R730xd 2x vilius in Equinix Tier IV centri Amstelodami? Tantum hic in Belgio! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - from $99! Read about
Source: www.habr.com