Эффект сальвинии
Эффе́кт сальви́нии — удерживание тонкого воздушного слоя на иерархически структурированной поверхности, погруженной в воду.
Этимология
Эффект получил своё название от рода плавающих папоротников Сальви́ния (лат. Salvínia), растений семейства Сальвиниевые (Salviniaceae).
Описание
Основываясь на биологических моделях биомиметические поверхности листьев Salvinia используются в качестве покрытий для снижения гидродинамического сопротивления сопротивления (до 30 % на первых прототипах). При нанесении на корпус судна такое покрытие позволит судну плавать на воздушном слое, что снижает гидродинамического сопротивления, что влечёт уменьшение потребления энергии и вредных выбросов.
Такие поверхности требуют сильно водоотталкивающей сверхгидрофобной поверхности и структуры упругих волосков миллиметрового размера для удерживания воздуха при погружении.
Три из десяти известных видов Salvinia обладают парадоксальной химической структурой поверхности листьев: гидрофильные кончики волосков и сверхгидрофобные поверхности листьев растений. Это свойство дополнительно стабилизируют воздушный слой на поверхности листьев.
История
Эффект сальвинии был обнаружен биологом и ботаником Вильгельмом Бартлоттом из Боннского университета и его коллегами, и с 2002 года был исследован у нескольких видов растений и животных.
Публикации и патенты на эту тему были опубликованы в период с 2006 по 2016 год. Лучшими биологическими моделями являются плавающие папоротники (Salvinia) с очень сложными иерархически структурированными поверхностями, покрытыми ворсинками, и у клопов рода Гладыши (например, рода Notonecta) со сложной двойной структурой волосков (setae) и микроворсинок (microtrichia).
Литература
- Barthlott, Wilhelm; Schimmel, Thomas; Wiersch, Sabine; Koch, Kerstin; Brede, Martin; Barczewski, Matthias; Walheim, Stefan; Weis, Aaron; Kaltenmaier, Anke; Leder, Alfred; Bohn, Holger F. (2010), The Salvinia Paradox: Superhydrophobic Surfaces with Hydrophilic Pins for Air Retention Under Water, Advanced Materials (нем.), vol. 22, no. 21, pp. 2325–2328, Bibcode:2010AdM....22.2325B, doi:10.1002/adma.200904411, PMID 20432410, S2CID 205236244
- P. Ditsche-Kuru, M. J. Mayser, E. S. Schneider, H. F. Bohn, K. Koch, J.-E. Melskotte, M. Brede, A. Leder. M. Barczewski, A. Weis, A. Kaltenmaier, S. Walheim, Th. Schimmel, W. Barthlott: Eine Lufthülle für Schiffe – Können Schwimmfarn und Rückenschwimmer helfen Sprit zu sparen? In: A. B. Kesel, D. Zehren (ed.): Bionik: Patente aus der Natur −5. Bremer Bionik Kongress. A. B. Kesel & D. Zehren. Bremen 2011,Seiten 159–165.
- Salvinia Effect, Biomimetics: Bioinspired Hierarchical-structured Surfaces for Green Science and Technology (нем.), Berlin/New York: Springer, pp. 179–186, 2012, ISBN 978-3-642-25407-9
- Konrad, Wilfried; Apeltauer, Christian; Frauendiener, Jörg; Barthlott, Wilhelm; Roth-Nebelsick, Anita (2009), Applying methods from differential geometry to devise stable and persistent air layers attached to objects immersed in water, Journal of Bionic Engineering (нем.), vol. 4, no. 6, pp. 350–356, doi:10.1016/S1672-6529(08)60133-X, S2CID 53338503
- S. Klein: Effizienzsteigerung in der Frachtschifffahrt unter ökonomischen und ökologischen Aspekten am Beispiel der Reederei Hapag Lloyd, Projektarbeit Gepr. Betriebswirt (IHK), Akademie für Welthandel, 2012.
- W. Baumgarten, B. Böhnlein, A. Wolter, M. Brede, W. Barthlott, A. Leder: Einfluss der Strömungsgeschwindigkeit auf die Stabilität von Luft-Wasser Grenzflächen an biomimetischen, Luft haltenden Beschichtungen. In: B. Ruck, C. Gromke, K. Klausmann, A. Leder, D. Dopheide (Hrsg.): Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik. 22. Fachtagung, 9.–11. September 2014, Karlsruhe; (Tagungsband). Karlsruhe, Dt. Ges. für Laser-Anemometrie GALA e.V., ISBN 978-3-9816764-0-2, S. 36.1–36.5 (Online).
- M. Rauhe: Salvinia-Effekt Gute Luft unter Wasser. In: LOOKIT. Nr. 4, 2010, S. 26–28.
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Эффект сальвинии, Что такое Эффект сальвинии? Что означает Эффект сальвинии?
Effe kt salvi nii uderzhivanie tonkogo vozdushnogo sloya na ierarhicheski strukturirovannoj poverhnosti pogruzhennoj v vodu EtimologiyaEffekt poluchil svoyo nazvanie ot roda plavayushih paporotnikov Salvi niya lat Salvinia rastenij semejstva Salvinievye Salviniaceae OpisanieOsnovyvayas na biologicheskih modelyah biomimeticheskie poverhnosti listev Salvinia ispolzuyutsya v kachestve pokrytij dlya snizheniya gidrodinamicheskogo soprotivleniya soprotivleniya do 30 na pervyh prototipah Pri nanesenii na korpus sudna takoe pokrytie pozvolit sudnu plavat na vozdushnom sloe chto snizhaet gidrodinamicheskogo soprotivleniya chto vlechyot umenshenie potrebleniya energii i vrednyh vybrosov Sravnenie profilej potoka vody na poverhnosti tverdogo smachivaemogo tela i poverhnosti pokrytoj voloskami uderzhivayushej vozduhKlop vida Notonecta glauca pod vodoj serebristyj blik na tele nasekomogo eto svet otrazhayushijsya ot poverhnosti razdela mezhdu vozdushnoj proslojkoj na kryle i okruzhayushej vodoj Takie poverhnosti trebuyut silno vodoottalkivayushej sverhgidrofobnoj poverhnosti i struktury uprugih voloskov millimetrovogo razmera dlya uderzhivaniya vozduha pri pogruzhenii Tri iz desyati izvestnyh vidov Salvinia obladayut paradoksalnoj himicheskoj strukturoj poverhnosti listev gidrofilnye konchiki voloskov i sverhgidrofobnye poverhnosti listev rastenij Eto svojstvo dopolnitelno stabiliziruyut vozdushnyj sloj na poverhnosti listev IstoriyaEffekt salvinii byl obnaruzhen biologom i botanikom Vilgelmom Bartlottom iz Bonnskogo universiteta i ego kollegami i s 2002 goda byl issledovan u neskolkih vidov rastenij i zhivotnyh Publikacii i patenty na etu temu byli opublikovany v period s 2006 po 2016 god Luchshimi biologicheskimi modelyami yavlyayutsya plavayushie paporotniki Salvinia s ochen slozhnymi ierarhicheski strukturirovannymi poverhnostyami pokrytymi vorsinkami i u klopov roda Gladyshi naprimer roda Notonecta so slozhnoj dvojnoj strukturoj voloskov setae i mikrovorsinok microtrichia LiteraturaBarthlott Wilhelm Schimmel Thomas Wiersch Sabine Koch Kerstin Brede Martin Barczewski Matthias Walheim Stefan Weis Aaron Kaltenmaier Anke Leder Alfred Bohn Holger F 2010 The Salvinia Paradox Superhydrophobic Surfaces with Hydrophilic Pins for Air Retention Under Water Advanced Materials nem vol 22 no 21 pp 2325 2328 Bibcode 2010AdM 22 2325B doi 10 1002 adma 200904411 PMID 20432410 S2CID 205236244 P Ditsche Kuru M J Mayser E S Schneider H F Bohn K Koch J E Melskotte M Brede A Leder M Barczewski A Weis A Kaltenmaier S Walheim Th Schimmel W Barthlott Eine Lufthulle fur Schiffe Konnen Schwimmfarn und Ruckenschwimmer helfen Sprit zu sparen In A B Kesel D Zehren ed Bionik Patente aus der Natur 5 Bremer Bionik Kongress A B Kesel amp D Zehren Bremen 2011 Seiten 159 165 Salvinia Effect Biomimetics Bioinspired Hierarchical structured Surfaces for Green Science and Technology nem Berlin New York Springer pp 179 186 2012 ISBN 978 3 642 25407 9 Konrad Wilfried Apeltauer Christian Frauendiener Jorg Barthlott Wilhelm Roth Nebelsick Anita 2009 Applying methods from differential geometry to devise stable and persistent air layers attached to objects immersed in water Journal of Bionic Engineering nem vol 4 no 6 pp 350 356 doi 10 1016 S1672 6529 08 60133 X S2CID 53338503 S Klein Effizienzsteigerung in der Frachtschifffahrt unter okonomischen und okologischen Aspekten am Beispiel der Reederei Hapag Lloyd Projektarbeit Gepr Betriebswirt IHK Akademie fur Welthandel 2012 W Baumgarten B Bohnlein A Wolter M Brede W Barthlott A Leder Einfluss der Stromungsgeschwindigkeit auf die Stabilitat von Luft Wasser Grenzflachen an biomimetischen Luft haltenden Beschichtungen In B Ruck C Gromke K Klausmann A Leder D Dopheide Hrsg Lasermethoden in der Stromungsmesstechnik 22 Fachtagung 9 11 September 2014 Karlsruhe Tagungsband Karlsruhe Dt Ges fur Laser Anemometrie GALA e V ISBN 978 3 9816764 0 2 S 36 1 36 5 Online M Rauhe Salvinia Effekt Gute Luft unter Wasser In LOOKIT Nr 4 2010 S 26 28
