ఆధునిక వ్యక్తికి జుట్టు అనేది దృశ్య స్వీయ-గుర్తింపు యొక్క మూలకం, చిత్రం మరియు చిత్రం యొక్క భాగం కంటే ఎక్కువ కాదు. అయినప్పటికీ, చర్మం యొక్క ఈ కొమ్ము నిర్మాణాలు అనేక ముఖ్యమైన జీవ విధులను కలిగి ఉంటాయి: రక్షణ, థర్మోగ్రూలేషన్, టచ్ మొదలైనవి. మన జుట్టు ఎంత బలంగా ఉంది? ఇది ముగిసినట్లుగా, అవి ఏనుగు లేదా జిరాఫీ వెంట్రుకల కంటే చాలా రెట్లు బలంగా ఉంటాయి.
ఈ రోజు మనం ఒక అధ్యయనంతో పరిచయం పొందుతాము, దీనిలో కాలిఫోర్నియా విశ్వవిద్యాలయం (USA) శాస్త్రవేత్తలు మానవులతో సహా వివిధ జంతు జాతులలో జుట్టు మందం మరియు దాని బలం ఎలా పరస్పర సంబంధం కలిగి ఉన్నాయో పరీక్షించాలని నిర్ణయించుకున్నారు. ఎవరి జుట్టు బలంగా ఉంటుంది, వివిధ రకాల జుట్టుకు ఎలాంటి యాంత్రిక లక్షణాలు ఉంటాయి మరియు కొత్త రకాల పదార్థాలను అభివృద్ధి చేయడంలో ఈ పరిశోధన ఎలా సహాయపడుతుంది? శాస్త్రవేత్తల నివేదిక నుండి మనం దీని గురించి తెలుసుకుంటాము. వెళ్ళండి.
పరిశోధన ఆధారం
జుట్టు, ఎక్కువగా ప్రొటీన్ కెరాటిన్‌ను కలిగి ఉంటుంది, ఇది క్షీరదాల చర్మం యొక్క కొమ్ముగా ఏర్పడుతుంది. నిజానికి, జుట్టు, ఉన్ని మరియు బొచ్చు పర్యాయపదాలు. జుట్టు యొక్క నిర్మాణం ఒకదానికొకటి అతివ్యాప్తి చెందుతున్న కెరాటిన్ ప్లేట్‌లను కలిగి ఉంటుంది, డొమినోలు ఒకదానిపై ఒకటి పడతాయి. ప్రతి జుట్టు మూడు పొరలను కలిగి ఉంటుంది: క్యూటికల్ అనేది బయటి మరియు రక్షణ పొర; కార్టెక్స్ - కార్టెక్స్, పొడుగుచేసిన చనిపోయిన కణాలను కలిగి ఉంటుంది (జుట్టు యొక్క బలం మరియు స్థితిస్థాపకతకు ముఖ్యమైనది, మెలనిన్ కారణంగా దాని రంగును నిర్ణయిస్తుంది) మరియు మెడుల్లా - జుట్టు యొక్క కేంద్ర పొర, మృదువైన కెరాటిన్ కణాలు మరియు గాలి కావిటీలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఇతర పొరలకు పోషకాలను బదిలీ చేయడంలో పాల్గొంటుంది.
జుట్టు నిలువుగా విభజించబడితే, మేము సబ్కటానియస్ విభాగం (షాఫ్ట్) మరియు సబ్కటానియస్ విభాగం (బల్బ్ లేదా రూట్) పొందుతాము. బల్బ్ చుట్టూ ఒక ఫోలికల్ ఉంటుంది, దీని ఆకారం జుట్టు యొక్క ఆకారాన్ని నిర్ణయిస్తుంది: గుండ్రని ఫోలికల్ నిటారుగా ఉంటుంది, ఓవల్ ఫోలికల్ కొద్దిగా వంకరగా ఉంటుంది, మూత్రపిండాల ఆకారపు ఫోలికల్ వంకరగా ఉంటుంది.
సాంకేతిక పురోగతి కారణంగా మానవ పరిణామం మారుతున్నదని చాలా మంది శాస్త్రవేత్తలు సూచిస్తున్నారు. అంటే, మన శరీరంలోని కొన్ని అవయవాలు మరియు నిర్మాణాలు క్రమంగా మూలాధారంగా మారతాయి - వాటి ఉద్దేశించిన ప్రయోజనం కోల్పోయినవి. ఈ శరీర భాగాలలో జ్ఞాన దంతాలు, అనుబంధం మరియు శరీర జుట్టు ఉన్నాయి. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, శాస్త్రవేత్తలు కాలక్రమేణా, ఈ నిర్మాణాలు మన శరీర నిర్మాణ శాస్త్రం నుండి అదృశ్యమవుతాయని నమ్ముతారు. ఇది నిజమో కాదో చెప్పడం కష్టం, కానీ చాలా మంది సాధారణ వ్యక్తులకు, జ్ఞాన దంతాలు, ఉదాహరణకు, వారి అనివార్య తొలగింపు కోసం దంతవైద్యుని సందర్శించడంతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి.
ఏది ఏమైనప్పటికీ, ఒక వ్యక్తికి జుట్టు అవసరం; ఇది థర్మోర్గ్యులేషన్‌లో ఇకపై కీలక పాత్ర పోషించకపోవచ్చు, కానీ ఇది ఇప్పటికీ సౌందర్యశాస్త్రంలో అంతర్భాగంగా ఉంది. ప్రపంచ సంస్కృతి గురించి కూడా అదే చెప్పవచ్చు. చాలా దేశాలలో, ప్రాచీన కాలం నుండి, జుట్టు అన్ని బలానికి మూలంగా పరిగణించబడింది మరియు దానిని కత్తిరించడం సాధ్యమయ్యే ఆరోగ్య సమస్యలు మరియు జీవితంలో వైఫల్యాలతో కూడా ముడిపడి ఉంది. జుట్టు యొక్క పవిత్ర అర్ధం పురాతన తెగల షమానిక్ ఆచారాల నుండి మరింత ఆధునిక మతాలకు, రచయితలు, కళాకారులు మరియు శిల్పుల రచనలకు వలస వచ్చింది. ప్రత్యేకించి, స్త్రీ అందం తరచుగా మనోహరమైన మహిళల జుట్టు కనిపించే లేదా చిత్రీకరించబడిన విధానానికి దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది (ఉదాహరణకు, పెయింటింగ్స్‌లో).
వీనస్ జుట్టు ఎంత వివరంగా వర్ణించబడిందో గమనించండి (సాండ్రో బొటిసెల్లి, "బర్త్ ఆఫ్ వీనస్", 1485).
జుట్టు యొక్క సాంస్కృతిక మరియు సౌందర్య అంశాన్ని పక్కనపెట్టి, శాస్త్రవేత్తల పరిశోధనను పరిగణలోకి తీసుకుందాం.
జుట్టు, ఒక రూపంలో లేదా మరొక రూపంలో, అనేక రకాల క్షీరదాలలో ఉంటుంది. మానవులకు అవి జీవసంబంధమైన దృక్కోణం నుండి అంత ముఖ్యమైనవి కానట్లయితే, జంతు ప్రపంచం యొక్క ఇతర ప్రతినిధులకు ఉన్ని మరియు బొచ్చు ముఖ్యమైన లక్షణాలు. అదే సమయంలో, వాటి ప్రాథమిక నిర్మాణం పరంగా, మానవ జుట్టు మరియు, ఉదాహరణకు, ఏనుగు వెంట్రుకలు చాలా పోలి ఉంటాయి, అయినప్పటికీ తేడాలు ఉన్నాయి. వాటిలో చాలా స్పష్టమైనది కొలతలు, ఎందుకంటే ఏనుగు వెంట్రుకలు మన కంటే చాలా మందంగా ఉంటాయి, కానీ, అది తేలినట్లుగా, బలంగా లేదు.
శాస్త్రవేత్తలు కొంతకాలంగా జుట్టు మరియు ఉన్నిపై అధ్యయనం చేస్తున్నారు. ఈ రచనల ఫలితాలు కాస్మోటాలజీ మరియు మెడిసిన్‌లో మరియు తేలికపాటి పరిశ్రమలో (లేదా, ప్రసిద్ధ కలుగినా L.P. చెప్పినట్లు: “కాంతి పరిశ్రమ”) లేదా మరింత ఖచ్చితంగా వస్త్రాలలో అమలు చేయబడ్డాయి. అదనంగా, జుట్టు యొక్క అధ్యయనం కెరాటిన్ ఆధారంగా బయోమెటీరియల్స్ అభివృద్ధికి బాగా సహాయపడింది, గత శతాబ్దం ప్రారంభంలో వారు సున్నం ఉపయోగించి జంతువుల కొమ్ముల నుండి వేరుచేయడం నేర్చుకున్నారు.
ఈ విధంగా పొందిన కెరాటిన్ ఫార్మాల్డిహైడ్ జోడించడం ద్వారా బలపరిచే జెల్‌లను రూపొందించడానికి ఉపయోగించబడింది. తరువాత, వారు కెరాటిన్‌ను జంతువుల కొమ్ముల నుండి మాత్రమే కాకుండా, వాటి బొచ్చు నుండి, అలాగే మానవ జుట్టు నుండి వేరుచేయడం నేర్చుకున్నారు. కెరాటిన్‌పై ఆధారపడిన పదార్థాలు సౌందర్య సాధనాలు, మిశ్రమాలు మరియు టాబ్లెట్ పూతలలో కూడా వాటి వినియోగాన్ని కనుగొన్నాయి.
ఈ రోజుల్లో, మన్నికైన మరియు తేలికైన పదార్థాలను అధ్యయనం చేసే మరియు ఉత్పత్తి చేసే పరిశ్రమ వేగంగా అభివృద్ధి చెందుతోంది. జుట్టు, సహజంగా ఉండటం వలన, ఈ రకమైన పరిశోధనను ప్రేరేపించే సహజ పదార్థాలలో ఒకటి. ఉన్ని మరియు మానవ జుట్టు యొక్క తన్యత బలాన్ని పరిగణించండి, ఇది 200 నుండి 260 MPa వరకు ఉంటుంది, ఇది 150-200 MPa/mg m-3 యొక్క నిర్దిష్ట బలానికి సమానం. మరియు ఇది దాదాపు ఉక్కుతో పోల్చవచ్చు (250 MPa / mg m-3).
జుట్టు యొక్క యాంత్రిక లక్షణాల నిర్మాణంలో ప్రధాన పాత్ర దాని క్రమానుగత నిర్మాణం ద్వారా ఆడబడుతుంది, ఇది మాట్రియోష్కా బొమ్మను గుర్తు చేస్తుంది. ఈ నిర్మాణం యొక్క అతి ముఖ్యమైన అంశం కార్టికల్ కణాల లోపలి వల్కలం (వ్యాసం సుమారు 5 μm మరియు పొడవు 100 μm), సమూహ మాక్రోఫైబ్రిల్స్ (వ్యాసం సుమారు 0.2-0.4 μm) కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఇంటర్మీడియట్ ఫిలమెంట్‌లను (7.5 nm) కలిగి ఉంటుంది. వ్యాసంలో ), నిరాకార మాతృకలో పొందుపరచబడింది.
జుట్టు యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలు, ఉష్ణోగ్రత, తేమ మరియు వైకల్యానికి దాని సున్నితత్వం కార్టెక్స్ యొక్క నిరాకార మరియు స్ఫటికాకార భాగాల పరస్పర చర్య యొక్క ప్రత్యక్ష ఫలితం. మానవ హెయిర్ కార్టెక్స్ యొక్క కెరాటిన్ ఫైబర్స్ సాధారణంగా అధిక పొడుగును కలిగి ఉంటాయి, 40% కంటే ఎక్కువ తన్యత ఒత్తిడిని కలిగి ఉంటాయి.
అటువంటి అధిక విలువ నిర్మాణం యొక్క అన్వైండింగ్ కారణంగా ఉంది а-కెరాటిన్ మరియు, కొన్ని సందర్భాల్లో, దాని రూపాంతరం b-కెరాటిన్, ఇది పొడవు పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది (0.52 nm హెలిక్స్ యొక్క పూర్తి మలుపు కాన్ఫిగరేషన్‌లో 1.2 nm వరకు విస్తరించబడుతుంది b) కెరాటిన్‌ను సింథటిక్ రూపంలో పునఃసృష్టి చేయడానికి అనేక అధ్యయనాలు ప్రత్యేకంగా దృష్టి కేంద్రీకరించడానికి ఇది ఒక ప్రధాన కారణం. కానీ జుట్టు యొక్క బయటి పొర (క్యూటికల్), మనకు ఇప్పటికే తెలిసినట్లుగా, ప్లేట్లు (0.3-0.5 మైక్రాన్ల మందం మరియు 40-60 మైక్రాన్ల పొడవు) ఉంటాయి.
గతంలో, శాస్త్రవేత్తలు ఇప్పటికే వివిధ వయస్సుల మరియు జాతుల ప్రజల జుట్టు యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలపై పరిశోధనలు నిర్వహించారు. ఈ పనిలో, మానవులు, గుర్రాలు, ఎలుగుబంట్లు, అడవి పందులు, కాపిబారాస్, పెక్కరీలు, జిరాఫీలు మరియు ఏనుగులు: వివిధ జంతు జాతుల జుట్టు యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలలో తేడాలను అధ్యయనం చేయడంపై ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడింది.
పరిశోధన ఫలితాలు
చిత్రం #1: మానవ జుట్టు స్వరూపం (А - క్యూటికల్; В - కార్టెక్స్ ఫ్రాక్చర్; ఫైబర్స్ చివరలను చూపుతుంది, С - తప్పు యొక్క ఉపరితలం, ఇక్కడ మూడు పొరలు కనిపిస్తాయి; D - కార్టెక్స్ యొక్క పార్శ్వ ఉపరితలం, ఫైబర్ పొడుగును చూపుతుంది).
వయోజన మానవ జుట్టు 80-100 మైక్రాన్ల వ్యాసం కలిగి ఉంటుంది. సాధారణ జుట్టు సంరక్షణతో, వారి ప్రదర్శన చాలా సంపూర్ణంగా ఉంటుంది (1A) మానవ జుట్టు యొక్క అంతర్గత భాగం ఫైబరస్ కార్టెక్స్. తన్యత పరీక్ష తర్వాత, మానవ జుట్టు యొక్క క్యూటికల్ మరియు కార్టెక్స్ విభిన్నంగా విరిగిపోయినట్లు కనుగొనబడింది: క్యూటికల్ సాధారణంగా రాపిడితో విరిగిపోతుంది (నలిగింది), మరియు కార్టెక్స్‌లోని కెరాటిన్ ఫైబర్‌లు ఒలిచి మొత్తం నిర్మాణం నుండి బయటకు తీయబడ్డాయి (1V).
చిత్రంలో 1S క్యూటికల్ యొక్క పెళుసైన ఉపరితలం పొరల విజువలైజేషన్‌తో స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది, ఇవి క్యూటికల్ ప్లేట్‌లను అతివ్యాప్తి చేస్తాయి మరియు 350-400 nm మందం కలిగి ఉంటాయి. ఫ్రాక్చర్ ఉపరితలం వద్ద గమనించిన డీలామినేషన్, అలాగే ఈ ఉపరితలం యొక్క పెళుసు స్వభావం, క్యూటికల్ మరియు కార్టెక్స్ మధ్య మరియు కార్టెక్స్‌లోని ఫైబర్‌ల మధ్య బలహీనమైన ఇంటర్‌ఫేషియల్ కమ్యూనికేషన్‌ను సూచిస్తుంది.
కార్టెక్స్‌లోని కెరాటిన్ ఫైబర్‌లు ఎక్స్‌ఫోలియేట్ చేయబడ్డాయి (1D) జుట్టు యొక్క యాంత్రిక బలానికి ఫైబరస్ కార్టెక్స్ ప్రధానంగా బాధ్యత వహిస్తుందని ఇది సూచిస్తుంది.
చిత్రం సంఖ్య 2: గుర్రపు వెంట్రుకల స్వరూపం (А - క్యూటికల్, వీటిలో కొన్ని ప్లేట్లు సంరక్షణ లేకపోవడం వల్ల కొద్దిగా వైదొలిగి ఉంటాయి; В - చీలిక రూపాన్ని; С - కార్టెక్స్ యొక్క చీలిక యొక్క వివరాలు, చిరిగిన క్యూటికల్ కనిపిస్తుంది; D - క్యూటికల్ వివరాలు).
గుర్రపు వెంట్రుకల నిర్మాణం మానవ వెంట్రుకలను పోలి ఉంటుంది, వ్యాసం మినహా 50% పెద్దది (150 మైక్రాన్లు). చిత్రంలో 2A మీరు క్యూటికల్‌కు స్పష్టమైన నష్టాన్ని చూడవచ్చు, ఇక్కడ అనేక ప్లేట్లు మానవ వెంట్రుకలలో ఉన్నంత దగ్గరగా షాఫ్ట్‌తో అనుసంధానించబడలేదు. హార్స్‌హెయిర్ బ్రేక్ యొక్క సైట్ సాధారణ బ్రేక్ మరియు హెయిర్ బ్రేక్ (క్యూటికల్ ప్లేట్ల డీలామినేషన్) రెండింటినీ కలిగి ఉంటుంది. పై 2V రెండు రకాల నష్టం కనిపిస్తుంది. లామెల్లె పూర్తిగా నలిగిపోయిన ప్రదేశాలలో, క్యూటికల్ మరియు కార్టెక్స్ మధ్య ఇంటర్ఫేస్ కనిపిస్తుంది (2S) ఇంటర్‌ఫేస్‌లో అనేక ఫైబర్‌లు చిరిగిపోయాయి మరియు డీలామినేట్ చేయబడ్డాయి. ఈ పరిశీలనలను మునుపటి పరిశీలనలతో (మానవ జుట్టు) పోల్చి చూస్తే, కార్టెక్స్‌లోని ఫైబర్‌లను బయటకు తీసి, క్యూటికల్ నుండి పూర్తిగా వేరుచేసినప్పుడు గుర్రపు వెంట్రుకలు మానవ వెంట్రుకల వలె ఎక్కువ ఒత్తిడిని అనుభవించలేదని అటువంటి వైఫల్యాలు సూచిస్తున్నాయి. కొన్ని ప్లేట్లు రాడ్ నుండి వేరుచేయబడినట్లు కూడా చూడవచ్చు, ఇది తన్యత ఒత్తిడి వల్ల కావచ్చు (2D).
చిత్రం #3: ఎలుగుబంటి జుట్టు స్వరూపం (А - క్యూటికల్; В - చీలిక ప్రాంతంతో సంబంధం ఉన్న రెండు పాయింట్ల వద్ద నష్టం; С - కార్టెక్స్లో ఫైబర్స్ యొక్క డీలామినేషన్తో క్యూటికల్ యొక్క పగుళ్లు; D - ఫైబర్ నిర్మాణం యొక్క వివరాలు, సాధారణ నిర్మాణం నుండి అనేక పొడుగుచేసిన ఫైబర్స్ కనిపిస్తాయి).
ఎలుగుబంటి జుట్టు మందం 80 మైక్రాన్లు. క్యూటికల్ ప్లేట్లు ఒకదానికొకటి చాలా గట్టిగా జతచేయబడి ఉంటాయి (3A), మరియు కొన్ని ప్రాంతాలలో వ్యక్తిగత పలకలను వేరు చేయడం కూడా కష్టం. ఇది పొరుగువారికి వ్యతిరేకంగా జుట్టు యొక్క రాపిడి కారణంగా కావచ్చు. తన్యత ఒత్తిడిలో, ఈ వెంట్రుకలు పొడవాటి పగుళ్లతో అక్షరాలా విడిపోతాయి (ఇన్సెట్ ఆన్ 3B), దెబ్బతిన్న క్యూటికల్ యొక్క బలహీనమైన బైండింగ్ ప్రభావంతో, కార్టెక్స్‌లోని కెరాటిన్ ఫైబర్స్ సులభంగా డీలామినేట్ అవుతాయని సూచిస్తుంది. కార్టెక్స్ యొక్క డీలామినేషన్ క్యూటికల్ వద్ద విరామాన్ని కలిగిస్తుంది, ఇది బ్రేక్ యొక్క జిగ్‌జాగ్ నమూనా ద్వారా రుజువు చేయబడింది (3S) ఈ ఉద్రిక్తత కార్టెక్స్ నుండి కొన్ని ఫైబర్‌లను బయటకు తీయడానికి కారణమవుతుంది (3D).
చిత్రం నం. 4: పంది వెంట్రుకల స్వరూపం (А - సాధారణ ఫ్లాట్ హెయిర్‌లైన్ ఫ్రాక్చర్; В - క్యూటికల్ యొక్క నిర్మాణం ప్లేట్ల యొక్క సమగ్రత (సమూహం) యొక్క పేలవమైన స్థితిని ప్రదర్శిస్తుంది; С - క్యూటికల్ మరియు కార్టెక్స్ మధ్య ఇంటర్ఫేస్ వద్ద అంతరం యొక్క వివరాలు; D - మొత్తం ద్రవ్యరాశి నుండి పొడుగుచేసిన ఫైబర్స్ మరియు పొడుచుకు వచ్చిన ఫైబ్రిల్స్).
పంది జుట్టు చాలా మందంగా ఉంటుంది (230 మిమీ), ముఖ్యంగా ఎలుగుబంటి వెంట్రుకలతో పోలిస్తే. దెబ్బతిన్నప్పుడు పంది జుట్టు చిరిగిపోవడం చాలా స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది (4A) తన్యత ఒత్తిడి దిశకు లంబంగా.
సాపేక్షంగా చిన్నగా బహిర్గతమయ్యే క్యూటికల్ ప్లేట్లు వాటి అంచులను సాగదీయడం వల్ల జుట్టు యొక్క ప్రధాన భాగం నుండి చిరిగిపోయాయి (4V).
విధ్వంసం జోన్ యొక్క ఉపరితలంపై, ఫైబర్స్ యొక్క డీలామినేషన్ స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది; అవి కార్టెక్స్ లోపల ఒకదానికొకటి చాలా గట్టిగా అనుసంధానించబడి ఉన్నాయని కూడా స్పష్టంగా తెలుస్తుంది (4S) విభజన కారణంగా కార్టెక్స్ మరియు క్యూటికల్ మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్‌లోని ఫైబర్‌లు మాత్రమే బహిర్గతమయ్యాయి (4D), ఇది మందపాటి కార్టికల్ ఫైబ్రిల్స్ (250 nm వ్యాసం) ఉనికిని వెల్లడించింది. వైకల్యం కారణంగా కొన్ని ఫైబ్రిల్స్ కొద్దిగా పొడుచుకు వచ్చాయి. అవి పంది జుట్టుకు బలపరిచే ఏజెంట్‌గా పనిచేస్తాయి.
చిత్రం #5: ఏనుగు వెంట్రుకల స్వరూపం (А - С) మరియు జిరాఫీ (D - F). А - క్యూటికల్; В - దశలవారీగా జుట్టు విచ్ఛిన్నం; С - జుట్టు లోపల శూన్యాలు ఫైబర్స్ ఎక్కడ నలిగిపోయాయో సూచిస్తాయి. D - క్యూటిక్యులర్ ప్లేట్లు; Е - కూడా జుట్టు బ్రేక్; F - పగులు ప్రాంతంలో ఉపరితలం నుండి నలిగిపోయే ఫైబర్స్.
ఏనుగు పిల్ల వెంట్రుకలు 330 మైక్రాన్ల మందంగా ఉంటాయి మరియు పెద్దవారిలో ఇది 1.5 మిమీకి చేరుకుంటుంది. ఉపరితలంపై ఉన్న పలకలను వేరు చేయడం కష్టం (5A).ఏనుగు వెంట్రుకలు కూడా సాధారణ విచ్ఛిన్నానికి గురవుతాయి, అనగా. స్వచ్ఛమైన తన్యత పగులుకు. అంతేకాకుండా, ఫ్రాక్చర్ ఉపరితలం యొక్క స్వరూపం మెట్ల రూపాన్ని చూపుతుంది (5V), బహుశా జుట్టు కార్టెక్స్లో చిన్న లోపాలు ఉండటం వల్ల కావచ్చు. ఫ్రాక్చర్ ఉపరితలంపై కొన్ని చిన్న రంధ్రాలు కూడా కనిపిస్తాయి, ఇక్కడ దెబ్బతినడానికి ముందు బలపరిచే ఫైబ్రిల్స్ ఉండే అవకాశం ఉంది (5S).
జిరాఫీ జుట్టు కూడా చాలా మందంగా ఉంటుంది (370 మైక్రాన్లు), అయితే క్యూటికల్ ప్లేట్ల అమరిక అంత స్పష్టంగా లేదు (5D) వివిధ పర్యావరణ కారకాలు (ఉదాహరణకు, దాణా సమయంలో చెట్లపై ఘర్షణ) వాటి దెబ్బతినడం దీనికి కారణమని నమ్ముతారు. తేడాలు ఉన్నప్పటికీ, జిరాఫీ జుట్టు విరగడం ఏనుగు మాదిరిగానే ఉంది (5F).
చిత్రం సంఖ్య 6: కాపిబారా హెయిర్ మోర్ఫాలజీ (А - పలకల డబుల్ క్యూటిక్యులర్ నిర్మాణం; В - డబుల్ నిర్మాణం యొక్క చీలిక; С - చీలిక సరిహద్దు దగ్గర ఫైబర్స్ పెళుసుగా మరియు గట్టిగా కనిపిస్తాయి; D - డబుల్ నిర్మాణం యొక్క చీలిక జోన్ నుండి పొడుగుచేసిన ఫైబర్స్).
కాపిబారాస్ మరియు పెక్కరీస్ యొక్క జుట్టు అధ్యయనం చేయబడిన అన్ని ఇతర వెంట్రుకల నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది. కాపిబారాలో, ప్రధాన వ్యత్యాసం డబుల్ క్యూటికల్ కాన్ఫిగరేషన్ మరియు ఓవల్ హెయిర్ ఆకారం (6A) జుట్టు యొక్క రెండు అద్దాల భాగాల మధ్య గాడి జంతువు యొక్క బొచ్చు నుండి నీటిని వేగంగా తొలగించడానికి అవసరం, అలాగే మంచి వెంటిలేషన్ కోసం, ఇది వేగంగా పొడిగా ఉండటానికి అనుమతిస్తుంది. సాగదీయడానికి గురైనప్పుడు, జుట్టు గాడితో పాటు రెండు భాగాలుగా విభజించబడింది మరియు ప్రతి భాగం నాశనం అవుతుంది (6V) కార్టెక్స్ యొక్క అనేక ఫైబర్‌లు వేరు చేయబడి, విస్తరించి ఉంటాయి (6S и 6D).
చిత్రం #7: పెక్కరీ హెయిర్ మోర్ఫాలజీ (А - క్యూటికల్ యొక్క నిర్మాణం మరియు చీలిక యొక్క ప్రదేశం; В - కార్టెక్స్ నాశనం యొక్క పదనిర్మాణం మరియు దాని నిర్మాణం యొక్క వివరాలు; С - క్లోజ్డ్ సెల్స్ (వ్యాసంలో 20 మైక్రాన్లు), వీటిలో గోడలు ఫైబర్స్ కలిగి ఉంటాయి; D - సెల్ గోడలు).
పెక్కరీలు (కుటుంబం తయస్సుయిడే, అనగా పెక్కరీ) జుట్టు ఒక పోరస్ కార్టెక్స్‌ను కలిగి ఉంటుంది మరియు క్యూటికల్ పొరకు ప్రత్యేకమైన ప్లేట్లు లేవు (7A) హెయిర్ కార్టెక్స్లో 10-30 మైక్రాన్ల పరిమాణంలో క్లోజ్డ్ సెల్స్ ఉంటాయి (7V), దీని గోడలు కెరాటిన్ ఫైబర్‌లను కలిగి ఉంటాయి (7S) ఈ గోడలు చాలా పోరస్, మరియు ఒక రంధ్రం పరిమాణం 0.5-3 మైక్రాన్లు (7D).
మీరు చిత్రంలో చూడగలరు 7A, ఫైబరస్ కార్టెక్స్ యొక్క మద్దతు లేకుండా, క్యూటికల్ బ్రేక్ లైన్ వెంట పగుళ్లు ఏర్పడుతుంది మరియు కొన్ని ప్రదేశాలలో ఫైబర్స్ బయటకు తీయబడతాయి. ఈ జుట్టు నిర్మాణం జుట్టును మరింత నిలువుగా చేయడానికి అవసరం, దృశ్యమానంగా జంతువు యొక్క పరిమాణాన్ని పెంచుతుంది, ఇది పెక్కరీకి రక్షణ యంత్రాంగం కావచ్చు. పెక్కరీ జుట్టు కుదింపును బాగా నిరోధిస్తుంది, కానీ సాగదీయడాన్ని భరించదు.
వివిధ జంతువుల వెంట్రుకల నిర్మాణ లక్షణాలను, అలాగే ఉద్రిక్తత కారణంగా వాటి రకాల నష్టాలను అర్థం చేసుకున్న శాస్త్రవేత్తలు యాంత్రిక లక్షణాలను వివరించడం ప్రారంభించారు.
చిత్రం సంఖ్య 8: ప్రతి వెంట్రుక రకానికి సంబంధించిన డిఫార్మేషన్ రేఖాచిత్రం మరియు డేటాను పొందడం కోసం ప్రయోగాత్మక సెటప్ యొక్క రేఖాచిత్రం (స్ట్రెయిన్ రేట్ 10-2 s-1).
పై గ్రాఫ్ నుండి చూడగలిగినట్లుగా, వివిధ జంతు జాతుల జుట్టులో సాగదీయడానికి ప్రతిస్పందన చాలా భిన్నంగా ఉంటుంది. ఈ విధంగా, ఒక వ్యక్తి, గుర్రం, పంది మరియు ఎలుగుబంటి యొక్క జుట్టు ఉన్ని యొక్క ప్రతిచర్యకు సమానమైన ప్రతిచర్యను చూపించింది (వేరొకరిది కాదు, కానీ వస్త్ర పదార్థం).
3.5-5 GPa యొక్క సాపేక్షంగా అధిక సాగే మాడ్యులస్ వద్ద, వక్రతలు ఒక సరళ (సాగే) ప్రాంతాన్ని కలిగి ఉంటాయి, తరువాత నెమ్మదిగా 0.20-0.25 వరకు ఒత్తిడిని పెంచే పీఠభూమి ఉంటుంది, ఆ తర్వాత గట్టిపడే రేటు గణనీయంగా పెరుగుతుంది. వైఫల్యం జాతి 0.40. పీఠభూమి ప్రాంతం విడదీయడాన్ని సూచిస్తుంది аకెరాటిన్ ఇంటర్మీడియట్ ఫిలమెంట్స్ యొక్క హెలికల్ నిర్మాణం, కొన్ని సందర్భాల్లో (పాక్షికంగా) రూపాంతరం చెందుతుంది. b-షీట్లు (ఫ్లాట్ నిర్మాణాలు). పూర్తి విడదీయడం 1.31 యొక్క వైకల్యానికి దారితీస్తుంది, ఇది ఈ దశ చివరిలో (0.20-0.25) కంటే గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉంటుంది.
నిర్మాణం యొక్క స్ఫటికాకార థ్రెడ్ లాంటి భాగం రూపాంతరం చెందని నిరాకార మాతృకతో చుట్టుముట్టబడి ఉంటుంది. నిరాకార భాగం మొత్తం వాల్యూమ్‌లో 55% ఉంటుంది, అయితే ఇంటర్మీడియట్ ఫిలమెంట్స్ యొక్క వ్యాసం 7 nm మరియు అవి 2 nm నిరాకార పదార్థంతో వేరు చేయబడితే మాత్రమే. మునుపటి అధ్యయనాలలో ఇటువంటి ఖచ్చితమైన సూచికలు తీసుకోబడ్డాయి.
వైకల్యం యొక్క గట్టిపడే దశలో, కార్టికల్ ఫైబర్‌ల మధ్య అలాగే మైక్రోఫైబ్రిల్స్, ఇంటర్మీడియట్ ఫిలమెంట్స్ మరియు అమోర్ఫస్ మ్యాట్రిక్స్ వంటి చిన్న నిర్మాణ మూలకాల మధ్య స్లైడింగ్ జరుగుతుంది.
జిరాఫీ, ఏనుగు మరియు పెక్కరీ వెంట్రుకలు పీఠభూములు మరియు వేగవంతమైన గట్టిపడే (శిఖరాలు) మధ్య స్పష్టమైన తేడా లేకుండా సాపేక్షంగా సరళ గట్టిపడే ప్రతిస్పందనను ప్రదర్శిస్తాయి. సాగే మాడ్యులస్ సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంటుంది మరియు దాదాపు 2 GPa ఉంటుంది.
ఇతర జాతుల మాదిరిగా కాకుండా, కాపిబారా జుట్టు వరుస ఒత్తిళ్లు వర్తించినప్పుడు వేగంగా గట్టిపడటం ద్వారా ప్రతిస్పందనను ప్రదర్శిస్తుంది. ఈ పరిశీలన కాపిబారా యొక్క జుట్టు యొక్క అసాధారణ నిర్మాణంతో లేదా మరింత ఖచ్చితంగా రెండు సుష్ట భాగాలు మరియు వాటి మధ్య రేఖాంశ గాడితో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.
వివిధ జంతు జాతులలో పెరుగుతున్న జుట్టు వ్యాసంతో యంగ్ యొక్క మాడ్యులస్ (రేఖాంశ సాగే మాడ్యులస్) తగ్గుతుందని సూచించే మునుపటి అధ్యయనాలు ఇప్పటికే నిర్వహించబడ్డాయి. పెక్కరీ యొక్క యంగ్ యొక్క మాడ్యులస్ ఇతర జంతువుల కంటే చాలా తక్కువగా ఉందని ఈ రచనలు గుర్తించాయి, ఇది దాని జుట్టు నిర్మాణం యొక్క సారంధ్రత కారణంగా ఉండవచ్చు.
పెక్కరీలు వాటి జుట్టు (రెండు-రంగు)పై నలుపు మరియు తెలుపు ప్రాంతాలను కలిగి ఉండటం కూడా ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది. జుట్టు యొక్క తెల్లటి ప్రాంతంలో తన్యత విరామాలు చాలా తరచుగా జరుగుతాయి. నలుపు ప్రాంతం యొక్క పెరిగిన ప్రతిఘటన మెలనోసోమ్‌ల ఉనికి కారణంగా ఉంటుంది, ఇవి నల్లటి జుట్టులో ప్రత్యేకంగా కనిపిస్తాయి.
ఈ పరిశీలనలన్నీ నిజంగా ప్రత్యేకమైనవి, కానీ ప్రధాన ప్రశ్న మిగిలి ఉంది: జుట్టు యొక్క కొలతలు దాని బలంలో పాత్ర పోషిస్తాయా?
మేము క్షీరదాలలో జుట్టును వివరిస్తే, పరిశోధకులకు తెలిసిన ప్రధాన వాస్తవాలను మేము హైలైట్ చేయవచ్చు:
- చాలా రకాల వెంట్రుకలలో ఇది మధ్య భాగంలో మందంగా ఉంటుంది మరియు చివరగా కుంచించుకుపోతుంది; అడవి జంతువుల బొచ్చు వాటి నివాస స్థలం కారణంగా మందంగా ఉంటుంది;
- ఒక జాతికి చెందిన వెంట్రుకల వ్యాసంలోని వ్యత్యాసాలు చాలా వెంట్రుకల మందం ఇచ్చిన జంతు జాతుల సాధారణ మందం పరిధిలో మారుతుందని సూచిస్తున్నాయి. వెంట్రుకల మందం ఒకే జాతికి చెందిన వివిధ ప్రతినిధుల మధ్య తేడా ఉండవచ్చు, కానీ ఈ వ్యత్యాసం ఏమి ప్రభావితం చేస్తుందో ఇప్పటికీ తెలియదు;
- వివిధ జాతుల క్షీరదాలు వేర్వేరు జుట్టు మందాన్ని కలిగి ఉంటాయి (అది ధ్వనించవచ్చు).
ఈ బహిరంగంగా లభించే వాస్తవాలను మరియు ప్రయోగాల సమయంలో పొందిన డేటాను సంగ్రహించడం ద్వారా, శాస్త్రవేత్తలు జుట్టు మందం మరియు దాని బలం మధ్య సంబంధాలను ఏర్పరచడానికి అన్ని ఫలితాలను పోల్చగలిగారు.
చిత్రం సంఖ్య 9: వివిధ జంతు జాతులలో జుట్టు మందం మరియు దాని బలం మధ్య సంబంధం.
జుట్టు వ్యాసం మరియు పొడిగింపులో తేడాలు ఉన్నందున, శాస్త్రవేత్తలు వీబుల్ గణాంకాల ఆధారంగా వారి తన్యత ఒత్తిడిని అంచనా వేయవచ్చో లేదో చూడాలని నిర్ణయించుకున్నారు, ఇది నమూనా పరిమాణంలో తేడాలు మరియు ఫలితంగా ఏర్పడే లోపం పరిమాణంలో ప్రత్యేకంగా ఉంటుంది.
ఇది వాల్యూమ్‌తో కూడిన హెయిర్ సెగ్మెంట్ అని భావించబడుతుంది V కలిగి ఉంటుంది n వాల్యూమ్ యొక్క మూలకాలు మరియు ప్రతి యూనిట్ వాల్యూమ్ V0 లోపాల యొక్క సారూప్య పంపిణీని కలిగి ఉంది. ఇచ్చిన వోల్టేజ్ స్థాయిలో బలహీనమైన లింక్ ఊహను ఉపయోగించడం σ సంభావ్యత P వాల్యూమ్‌తో ఇచ్చిన హెయిర్ సెగ్మెంట్ యొక్క సమగ్రతను నిర్వహించడం V ప్రతి వాల్యూమ్ మూలకాల యొక్క సమగ్రతను నిర్వహించడానికి అదనపు సంభావ్యత యొక్క ఉత్పత్తిగా వ్యక్తీకరించవచ్చు, అవి:
P(V) = P(V0) · P(V0)… · P(V0) = · P(V0)n
వాల్యూమ్ ఎక్కడ ఉంది V n వాల్యూమ్ మూలకాలను కలిగి ఉంటుంది V0. వోల్టేజ్ పెరిగేకొద్దీ P(V) సహజంగా తగ్గుతుంది.
రెండు-పారామీటర్ Weibull పంపిణీని ఉపయోగించి, మొత్తం వాల్యూమ్ యొక్క వైఫల్య సంభావ్యతను ఇలా వ్యక్తీకరించవచ్చు:
1 - P = 1 - exp [ -V/V0 · (σ/0)m]
పేరు σ - అనువర్తిత వోల్టేజ్, σ0 అనేది లక్షణం (సూచన) బలం, మరియు m - వీబుల్ మాడ్యులస్, ఇది ఆస్తి వైవిధ్యం యొక్క కొలత. పెరుగుతున్న నమూనా పరిమాణంతో విధ్వంసం సంభావ్యత పెరుగుతుందని గమనించాలి V స్థిరమైన వోల్టేజ్ వద్ద σ.
చార్టులో 9A మానవ మరియు కాపిబారా జుట్టుకు సంబంధించిన ప్రయోగాత్మక వైఫల్య ఒత్తిడి యొక్క వీబుల్ పంపిణీ చూపబడింది. ఇతర జాతుల వక్రతలు ఫార్ములా #2 ఉపయోగించి మానవ వెంట్రుకలకు సమానమైన m విలువతో అంచనా వేయబడ్డాయి (m = 0.11).
ఉపయోగించిన సగటు వ్యాసాలు: పంది - 235 µm, గుర్రం - 200 µm, పెక్కరీ - 300 µm, ఎలుగుబంటి - 70 µm, ఏనుగు వెంట్రుకలు - 345 µm మరియు జిరాఫీ - 370 µm.
వద్ద బ్రేకింగ్ ఒత్తిడి నిర్ణయించవచ్చు వాస్తవం ఆధారంగా P(V) = 0.5, ఈ ఫలితాలు జాతుల అంతటా పెరుగుతున్న జుట్టు వ్యాసంతో వైఫల్యం ఒత్తిడి తగ్గుతుందని సూచిస్తున్నాయి.
చార్టులో 9V వైఫల్యం యొక్క 50% సంభావ్యత వద్ద అంచనా వేసిన చీలిక ఒత్తిడిని చూపుతుంది (P(V) = 0.5) మరియు వివిధ జాతుల కోసం సగటు ప్రయోగాత్మక బ్రేకింగ్ ఒత్తిడి.
జుట్టు యొక్క వ్యాసం 100 నుండి 350 మిమీ వరకు పెరుగుతుంది, దాని బ్రేకింగ్ ఒత్తిడి 200-250 MPa నుండి 125-150 MPa వరకు తగ్గుతుందని స్పష్టమవుతుంది. Weibull పంపిణీ అనుకరణ ఫలితాలు వాస్తవ పరిశీలన ఫలితాలతో అద్భుతమైన ఒప్పందంలో ఉన్నాయి. పెక్కరీ జుట్టు మాత్రమే మినహాయింపు ఎందుకంటే ఇది చాలా పోరస్. వీబుల్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ మోడలింగ్ చూపిన దానికంటే పెక్కరీ జుట్టు యొక్క వాస్తవ బలం తక్కువగా ఉంది.
అధ్యయనం యొక్క సూక్ష్మ నైపుణ్యాలతో మరింత వివరణాత్మక పరిచయం కోసం, నేను చూడాలని సిఫార్సు చేస్తున్నాను и తనకి.
ఉపసంహారం
పై పరిశీలనల యొక్క ప్రధాన ముగింపు ఏమిటంటే, మందపాటి జుట్టు బలమైన జుట్టుకు సమానం కాదు. నిజమే, శాస్త్రవేత్తలు స్వయంగా చెప్పినట్లుగా, ఈ ప్రకటన సహస్రాబ్ది యొక్క ఆవిష్కరణ కాదు, ఎందుకంటే మెటల్ వైర్ అధ్యయనం చేసేటప్పుడు ఇలాంటి పరిశీలనలు జరిగాయి. ఇక్కడ పాయింట్ భౌతిక శాస్త్రం, మెకానిక్స్ లేదా జీవశాస్త్రంలో కూడా కాదు, కానీ గణాంకాలలో - పెద్ద వస్తువు, లోపాలకు ఎక్కువ స్కోప్ ఉంటుంది.
ఈ రోజు మనం సమీక్షించిన పని వారి సహచరులకు కొత్త సింథటిక్ పదార్థాలను రూపొందించడంలో సహాయపడుతుందని శాస్త్రవేత్తలు విశ్వసిస్తున్నారు. ప్రధాన సమస్య ఏమిటంటే, ఆధునిక సాంకేతికతలను అభివృద్ధి చేసినప్పటికీ, వారు ఇంకా మానవ లేదా ఏనుగు వెంట్రుకలను సృష్టించే సామర్థ్యాన్ని కలిగి లేరు. అన్నింటికంటే, చాలా చిన్నదాన్ని సృష్టించడం ఇప్పటికే ఒక సవాలుగా ఉంది, దాని సంక్లిష్ట నిర్మాణాన్ని చెప్పలేదు.
మనం చూడగలిగినట్లుగా, ఈ అధ్యయనం భవిష్యత్తులో అల్ట్రా-స్ట్రాంగ్ మరియు అల్ట్రా-లైట్ మెటీరియల్స్‌కు ప్రేరణగా స్పైడర్ సిల్క్ మాత్రమే శాస్త్రవేత్తల దృష్టికి అర్హమైనది, కానీ మానవ జుట్టు కూడా దాని యాంత్రిక లక్షణాలు మరియు అద్భుతమైన బలంతో ఆశ్చర్యపరుస్తుంది.
చదివినందుకు ధన్యవాదాలు, ఉత్సుకతతో ఉండండి మరియు మంచి వారాన్ని కలిగి ఉండండి. 🙂
కొన్ని ప్రకటనలు 🙂
మాతో ఉన్నందుకు ధన్యవాదాలు. మీరు మా కథనాలను ఇష్టపడుతున్నారా? మరింత ఆసక్తికరమైన కంటెంట్‌ని చూడాలనుకుంటున్నారా? ఆర్డర్ చేయడం ద్వారా లేదా స్నేహితులకు సిఫార్సు చేయడం ద్వారా మాకు మద్దతు ఇవ్వండి, , ఎంట్రీ-లెవల్ సర్వర్‌ల యొక్క ప్రత్యేకమైన అనలాగ్, ఇది మీ కోసం మా ద్వారా కనుగొనబడింది: (RAID1 మరియు RAID10తో అందుబాటులో ఉంది, గరిష్టంగా 24 కోర్లు మరియు 40GB DDR4 వరకు).
ఆమ్‌స్టర్‌డామ్‌లోని ఈక్వినిక్స్ టైర్ IV డేటా సెంటర్‌లో Dell R730xd 2x చౌకగా ఉందా? ఇక్కడ మాత్రమే నెదర్లాండ్స్‌లో! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - $99 నుండి! గురించి చదవండి
మూలం: www.habr.com