Над тем, чтобы использовать те или иные достижения биологической эволюции в технической сфере, исследователи работают уже очень давно и немало в этом преуспели. Пожалуй, одним из наиболее показательных примеров такого рода может служить акулья кожа. Долгое время считалось, что чем глаже подводная поверхность корпуса судна, тем меньшее сопротивление воды оно испытывает и тем более высокую скорость может развить. Как правило, инженеры ссылались при этом на гладкую и скользкую кожу дельфинов - превосходных пловцов. Но потом встал резонный вопрос: почему же у акулы, которая плавает еще лучше, кожа шершавая, напоминает наждачную бумагу и даже используется кое-где в качестве абразива?

Жесткая структура плохо моделирует гибкую кожу

Исследования показали, что акульей коже присуща весьма сложная поверхностная микроструктура: покрывающая кожу так называемая плакоидная чешуя представляет собой мельчайшие подвижные ромбовидные пластинки-зубчики с продольными бороздками на поверхности и шипом на конце.

О том, что кожа акулы обладает особой поверхностной структурой, известно давно, - говорит американский биолог Джордж Лодер (George Lauder), профессор Гарвардского университета. - И так же давно биологи и инженеры изучают вопрос, как эта структура влияет на выдающиеся гидродинамические характеристики акулы". Но при всем обилии научных работ на эту тему один аспект, как это ни удивительно, до сих пор оставался, по словам профессора Лодера, незамеченным. Дело в том, что все многочисленные предыдущие эксперименты в гидродинамическом канале проводились ради простоты на образцах, представляющих собой фрагменты акульей кожи, наклеенные на жесткую подложку. Такие структуры не могут служить адекватной моделью кожи живой акулы, ведь при каждом движении рыбы, при каждом ударе плавников кожа изгибается и деформируется, рифленые зубчики смещаются друг относительно друга.

Образец для эксперимента с бостонского рыбного рынка

Чтобы учесть этот фактор, профессор Лодер вместе с одним из своих студентов решили испытать в гидродинамическом канале гибкий образец акульей кожи. "Мы отправились на бостонский рыбный рынок и купили там несколько свежевыловленных акул, - рассказывает ученый. - Вернувшись в лабораторию, мы вырезали несколько тонких фрагментов кожи с боков рыбин и попарно склеили их внутренней стороной, получив своего рода двустороннюю акулью кожу. Эти образцы мы прикрепили к манипулятору робота, который волнообразно перемещал их в гидродинамическом канале вправо-влево, имитируя плавательные движения акулы".

"На видеозаписи эксперимента поведение образца в потоке жидкости напоминает плещущий на ветру флаг. Расчеты показали, что параметры этого движения довольно точно соответствуют параметрам движения живой акулы. Профессор Лодер поясняет: "Мы обнаружили, что микроструктура акульей кожи может повысить скорость перемещения в воде примерно на 12 процентов. Это очень существенный выигрыш, но реально достижим он лишь при условии, что такое покрытие будет волнообразно изгибаться наподобие того, как это делает живая акула в природе".

Птицы, бабочки и акулы используют сходные эффекты.

Между тем, до сих пор все имитирующие акулью кожу покрытия, будь то пленка с соответствующей поверхностной микроструктурой или особый лакокрасочный слой, снижали сопротивление воды лишь на 5 процентов. Откуда же возьмется этот дополнительный выигрыш в скорости? Профессор Лодер полагает, что при использовании гибкой имитации акульей кожи может проявиться еще один положительный эффект: "Мы исходим из того, что кожа акулы не только снижает гидродинамическое сопротивление, но еще и создает дополнительную тягу благодаря завихрению, которое усиливает засасывающее действие плавников". На эту мысль ученого навела высокоскоростная лазерная киносъемка процесса обтекания образца.

"Мы обнаружили, что у переднего края гибкого фрагмента кожи формируется небольшое завихрение, - поясняет исследователь. - Если же этот фрагмент кожи обработать пескоструйным аппаратом и тем самым разрушить ее поверхностную микроструктуру, то завихрение начинает формироваться гораздо дальше от края. То есть наличие микроструктуры приводит к образованию зоны разрежения возле поверхности объекта".

Сходные феномены (только не гидро-, а аэродинамические) отмечены у некоторых птиц, а также бабочек - например, бражников. Насколько точно природа воспроизвела эти феномены у акул, гарвардский профессор намерен выяснить в ходе дальнейших опытов. Возможно, со временем эти знания помогут создать по образу и подобию акул подводных роботов, способных передвигаться столь же быстро и эффективно. А вот появление судов с волнообразно изгибающимся корпусом представляется все же маловероятным.

В Европе и Азии издавна ценилась шагрень. Именно так называлась специально обработанная кожа акулы, из которой изготавливали ремни, сумки, покрытия рукояток для мечей и прочие изделия.

Это слово происходит от турецкого «сагри». Так называли лошадиную кожу, высушенную с вдавленными зернами. После удаления зерен она приобретала особый зернистый рисунок. Узор поверхности акульей кожи благодаря плакоидным чешуям напоминает сагри.

Особенно ценилась сагри воинами, так как рукоятка меча, покрытая кожей с шероховатой поверхностью, крепко удерживалась в руках. Японские самураи использовали для своих мечей кожу акул или скатов. И сейчас в Японии мастера древних ремесел покрывают рукоятки мечей кожей плосконосой акулы.

В 17 веке в Европу начали привозить из азиатских стран предметы ручной работы, отделанные шагренью. Европейские мастера освоили технологию выделки акульей кожи, и уже 100 лет спустя в Голландии и Франции появились известные гильдии ремесленников.

Шагрень, которую производил французский мастер Жан Клод Галюш, так и называлась - галюша, и ценилась во все Европе. Она использовалась для изготовления футляров для столового серебра и часов, микроскопов и телескопов, рамок для портретов, письменных приборов, переплетов дорогих книг.

В знаменитом произведении Оноре-де-Бальзака «Шагреневая кожа» кусочек акульей кожи обладал магическими свойствами, но это только фантазии французского писателя. В реальности шагрень не имеет никаких сверхъестественных свойств, зато обладает прекрасными потребительскими качествами.

И в 21 веке чрезвычайно ценятся предметы из шагрени, особенно антикварные. Но за шагрень часто выдают кожу ящерицы, змеиную или тюленью кожу. И здесь не обойтись без консультации специалиста. Шагрень смотрится действительно красиво благодаря своей богатой зернистой фактуре. Заостренные концы плакоидных чешуй стачиваются или полируются.

Главная проблема при производстве шагрени - удаление плакоидных чешуй. Применяют химические препараты, разрушающие чешую, но они одновременно делают кожу слишком мягкой и менее прочной. Совсем недавно были созданы технологии, позволяющие растворить плакоидные чешуи, но при этом сохранить уникальную прочность и приятную фактуру кожи. Современные технологии позволяют окрасить кожу акулы практически в любой цвет, не изменяя её первоначальных характеристик. Держать в руках аксессуар из акульей кожи не только престижно, но и приятно.

Сочетание прочности и эластичности акульей кожи объясняется густым переплетением волокон, способным выдерживать давление 500 кг на квадратный сантиметр. Это на 200 кг больше, чем прочность кожи вола.

Паракорд (англ. Parachute cord, paracord, 550 cord) – легкий нейлоновый трос с сердечником, который изначально использовался в стропах американских парашютов во время Второй мировой войны. После десантирования парашютисты использовали стропы для решения различных задач. Сейчас паракорд используется в качестве универсального троса, как военными, так и гражданскими.

Плетеная оболочка состоит из большого количества переплетенных волокон, за счет чего достигается его гладкая фактура. Благодаря тому, что паракорд полностью состоит из нейлона, он достаточно эластичен. Несмотря на то, что паракорд исторически связывается с воздушно-десантными войсками, практически во всех видах вооруженных сил США имеется доступ к паракорду. Его используют почти во всех ситуациях, когда нужен легкий трос. Как правило, при помощи паракорда крепят экипировку на ременно-плечевые системы, его используют в качестве темляков, чтобы не потерять мелкие или нужные предметы, им привязывают ранцы к полкам на технике, крепят маскировочные сети на деревья, технику и т.д.

Сердечник (в американской армии его называют «потрохами») может извлекаться, когда нужна более тонкая нить, например, для ремонта одежды или в качестве лески для ловли рыбы в случае отсутствия таковой в экстремальной ситуации. Нейлоновая оболочка часто используется отдельно без сердечника, когда есть потребность в более тонком или менее эластичном тросе. Концы троса практически всегда оплавляют и обжимают, чтобы он не расплетался.

Спектр применения паракорда в повседневной жизни крайне широк – его можно использовать для изготовления темляков на ножи, браслетов, как декоративных, так и предназначенных для использования в качестве НАЗ (носимый аварийный запас), часовых ремешков, брелоков на ключи, застежек на молнии, пуговиц, для оплетки различных предметов (зажигалки, фонари, рукоятки ножей, инструменты), изделия из паракорда даже могут служить оружием самообороны.

За миллионы лет существования природа добивалась совершенства своего детища - акулы, доводя ее организм до организма идеального хищника.
Все в этом существе совершенно - и идеальные для движения в воде формы, и мощное оружие - зубы, как положено хищнику, и способность ее организма противостоять различным заболеваниям, что тоже немаловажно для хищника, питающегося разной пищей, в том числе и больными водными животными. Своими мощными челюстями она может прокусить даже панцирь черепахи, а скорость, которую может развить акула, поражает.
Именно уникальное, совершенное строение каждой клетки в организме акул и помогло им пережить те природные катаклизмы, которые погубили многих других животных и выдержать жесткую конкуренцию в животном мире морей и океанов.

Надежное покрытие тела акулы

Как и прочие рыбы, акула снабжена чешуей. И здесь природа-матушка потрудилась на славу, создавая надежный и очень практичный панцирь для тела акулы.
Кожа акулы покрыта, так называемой, плакоидной чешуей. Слово "плакоидная" образовано от греческих слов "плакос" (пластинка, плоскость) и "эйдос" (форма, вид).
Каждая такая чешуйка представляет собой подкожную пластинку зубцом, выходящим через кожу наружу; при этом зубец на чешуйке направлен к задней части тела акулы, т.е. к ее хвосту.

Форма чешуек может быть разнообразной, это вы можете увидеть на приведенных рисунках, причем есть интересная деталь - чешуйки словно повторяют форму зубов акулы.
Если вы помните из материалов этого сайта, у каждого вида акул зубы имеют свою, особую форму. То же самое можно сказать и о форме чешуек на шкуре акул. Поэтому не удивительно, что чешую акул еще называют "кожными зубами". Внутри кожного зуба находится полость, содержащая рыхлую ткань, нервы и кровеносные сосуды - пульпа, и несколько отходящих от нее каналов - в общем, все, как у настоящих зубов.

Зубы и чешуя акулы имеют сходное внешнее и внутреннее строение, а также способность к постоянной смене. Эти элементы организма акул имеют одинаковое происхождение, так как появились в результате мутации у древних рыб в виде новообразования в кожных покровах. Но, выполняя разные функции, плакоидная чешуя и зубы приобрели определенные различия в строении и размерах, специфические для каждого вида акул.

Если вы рискнете погладить акулу "против шерсти", то наверняка дело закончится ободранной кожей на руках. Кроме того, кожа акул настолько прочна, что не всегда удается ее пробить даже ножом.
В некоторых местах чешуя достигает значительной толщины и может выдерживать нагрузки на тело до полутонны на каждый квадратный сантиметр. Тело акулы надежно защищено от зубов других хищных обитателей морских вод.

Каждая чешуйка покрыта слоем особой эмали - витродентином, придающей им прочность. Аналогичной эмалью покрыты и зубы акул.
Выделяемая кожей акулы жировая секреция обволакивает чешуйки, создавая на теле рыбы особое покрытие, которое снижает сопротивление скольжению акулы в воде. Все продумано и максимально оптимизировано!

Плактоидная чешуя покрывает почти все тело акулы, только жаберные щели остаются уязвимыми для вторжения извне. Кстати, во многих руководствах по отражению акульих нападений дается рекомендация наносить удары именно по жабрам, что иногда помогает отпугнуть хищницу. Заходя в ротовую полость акулы, чешуя образует акульи зубы - те же чешуйки, только гораздо более крупные. Видоизменяясь, чешуйки кожи акул образуют и другие костные выросты на теле некоторых видов, например колючки катранов и пилы пилоносов.

Ниже на рисунке представлены фрагменты шкуры акул различных видов с изображенными на них чешуйками. Как видите, форма чешуи и расположение плактоидных чешуек на коже хищниц может сильно отличаться.
Тем не менее, следует отметить, что у особей одного и того же вида акул расположение и даже форма чешуи на различных участках тела может отличаться, поэтому по одним плактоидным чешуйкам или фрагментам шкуры определить вид акулы бывает достаточно сложно.

Человек давно оценил такие качества акульей шкуры, как чрезвычайная прочность и выносливость ее чешуи к механическим воздействиям.
Именно эти качества шкуры и сослужили акулам, в "общении" с людьми, недобрую службу. С давних времен шкура акул использовалась в разных областях человеческой деятельности - и в качестве наждачной бумаги, чрезвычайно износостойкой, и в качестве, так называемой, шагреневой кожи, которая обладает уникальными свойствами из-за своей прочности. Подумать только - по прочностным показателям шагрень превосходит воловью кожу в десятки раз!

К шагреневой коже приятно прикасаться (в отличие от шкуры живой акулы) - она нежная и гладкая, словно над ее поверхностью поработал бритвой виртуоз-парикмахер. Современные технологии позволяют окрашивать шагрень в любой цвет, на любой вкус.
Такая кожа являлась незаменимым по качеству сырьем для обувной промышленности, кроме того ее применяли и применяют в галантерее. Раньше бытовало высказывание, что ботинки из шагрени легче потерять, чем износить.

Сегодня у нас пятница, 12 мая 2017 года, и в эфире очередной выпуск капитал шоу Поле Чудес, и сегодня в студии снова гости крутят барабан! Ну и конечно же мы подготовили для Вас правильные ответы на достаточно непростые вопросы, на которые отвечают сегодня участники шоу. Что жители островов в Тихом океане изготавливают из кожи акул? 9 букв

Правильный ответ на вопрос - НАПИЛЬНИК

Кроме того, мышечный слой на животе хищников слишком тонок, поэтому плакоидная чешуя выполняет также и опорные функции, поддерживая органы брюшины. Раньше охота на морских гигантов велась не столько из-за ценной печени, сколько из-за их шагреневой кожи: из нее производили защитные фартуки кузнецам, обтягивали кожей рукоятки ножей и мечей, щиты.

Акулья чешуя шла на шлифовку металлов, камней, пород дерева и мрамора, на переплеты для книг. Из нее же изготавливались и первые напильники. Кстати, некоторые океанские поселения до сих пор используют наждак и напильники, сделанные из шкуры этих морских животных. Сейчас из шагрени производят сумочки, кошельки, кейсы и другие аксессуары.

За миллионы лет существования природа добивалась совершенства своего детища — акулы, доводя ее организм до организма идеального хищника.
Все в этом существе совершенно — и идеальные для движения в воде формы, и мощное оружие — зубы, как положено хищнику, и способность ее организма противостоять различным заболеваниям, что тоже немаловажно для хищника, питающегося разной пищей, в том числе и больными водными животными. Своими мощными челюстями она может прокусить даже панцирь черепахи, а скорость, которую может развить акула, поражает.
Именно уникальное, совершенное строение каждой клетки в организме акул и помогло им пережить те природные катаклизмы, которые погубили многих других животных и выдержать жесткую конкуренцию в животном мире морей и океанов.

Надежное покрытие тела акулы

Как и прочие рыбы, акула снабжена чешуей. И здесь природа-матушка потрудилась на славу, создавая надежный и очень практичный панцирь для тела акулы.
Кожа акулы покрыта, так называемой, плакоидной чешуей. Слово «плакоидная» образовано от греческих слов «плакос» (пластинка, плоскость) и «эйдос» (форма, вид).
Каждая такая чешуйка представляет собой подкожную пластинку зубцом, выходящим через кожу наружу; при этом зубец на чешуйке направлен к задней части тела акулы, т.е. к ее хвосту.

Форма чешуек может быть разнообразной, это вы можете увидеть на приведенных рисунках, причем есть интересная деталь — чешуйки словно повторяют форму зубов акулы.
Если вы помните из материалов этого сайта, у каждого вида акул зубы имеют свою, особую форму. То же самое можно сказать и о форме чешуек на шкуре акул. Поэтому не удивительно, что чешую акул еще называют «кожными зубами». Внутри кожного зуба находится полость, содержащая рыхлую ткань, нервы и кровеносные сосуды — пульпа, и несколько отходящих от нее каналов — в общем, все, как у настоящих зубов.

Зубы и чешуя акулы имеют сходное внешнее и внутреннее строение, а также способность к постоянной смене. Эти элементы организма акул имеют одинаковое происхождение, так как появились в результате мутации у древних рыб в виде новообразования в кожных покровах. Но, выполняя разные функции, плакоидная чешуя и зубы приобрели определенные различия в строении и размерах, специфические для каждого вида акул.

Если вы рискнете погладить акулу «против шерсти», то наверняка дело закончится ободранной кожей на руках. Кроме того, кожа акул настолько прочна, что не всегда удается ее пробить даже ножом.
В некоторых местах чешуя достигает значительной толщины и может выдерживать нагрузки на тело до полутонны на каждый квадратный сантиметр. Тело акулы надежно защищено от зубов других хищных обитателей морских вод.

Каждая чешуйка покрыта слоем особой эмали — витродентином, придающей им прочность. Аналогичной эмалью покрыты и зубы акул.
Выделяемая кожей акулы жировая секреция обволакивает чешуйки, создавая на теле рыбы особое покрытие, которое снижает сопротивление скольжению акулы в воде. Все продумано и максимально оптимизировано!

Плактоидная чешуя покрывает почти все тело акулы, только жаберные щели остаются уязвимыми для вторжения извне. Кстати, во многих руководствах по отражению акульих нападений дается рекомендация наносить удары именно по жабрам, что иногда помогает отпугнуть хищницу. Заходя в ротовую полость акулы, чешуя образует акульи зубы — те же чешуйки, только гораздо более крупные. Видоизменяясь, чешуйки кожи акул образуют и другие костные выросты на теле некоторых видов, например колючки катранов и пилы пилоносов.

Ниже на рисунке представлены фрагменты шкуры акул различных видов с изображенными на них чешуйками. Как видите, форма чешуи и расположение плактоидных чешуек на коже хищниц может сильно отличаться.
Тем не менее, следует отметить, что у особей одного и того же вида акул расположение и даже форма чешуи на различных участках тела может отличаться, поэтому по одним плактоидным чешуйкам или фрагментам шкуры определить вид акулы бывает достаточно сложно.

Человек давно оценил такие качества акульей шкуры, как чрезвычайная прочность и выносливость ее чешуи к механическим воздействиям.
Именно эти качества шкуры и сослужили акулам, в «общении» с людьми, недобрую службу. С давних времен шкура акул использовалась в разных областях человеческой деятельности — и в качестве наждачной бумаги, чрезвычайно износостойкой, и в качестве, так называемой, шагреневой кожи, которая обладает уникальными свойствами из-за своей прочности. Подумать только — по прочностным показателям шагрень превосходит воловью кожу в десятки раз!

К шагреневой коже приятно прикасаться (в отличие от шкуры живой акулы) — она нежная и гладкая, словно над ее поверхностью поработал бритвой виртуоз-парикмахер. Современные технологии позволяют окрашивать шагрень в любой цвет, на любой вкус.
Такая кожа являлась незаменимым по качеству сырьем для обувной промышленности, кроме того ее применяли и применяют в галантерее. Раньше бытовало высказывание, что ботинки из шагрени легче потерять, чем износить.

Чешую акулы часто называют кожными зубчиками; по прочности и строению она близка к костям: на ромбовидной пластинке сидят крохотные выступы, действительно напоминающие зубы. Чешуя создаёт для акул почти идеальные гидродинамические условия. Благодаря узору из впадинок и выступов чешуйки гасят турбулентные возмущения в потоках воды, обтекающих тело акулы, и снижают сопротивление среды, что делает этих рыб чуть ли не самыми быстрыми пловцами.

Но, как оказалось, возможности акульей кожи этим не исчерпываются. По словам сотрудников Музея сравнительной зоологии при Гарвардском университете (США), до сих пор не проводилось точных количественных исследований того, как чешуя влияет на скорость передвижения акулы в реальном времени, то есть при изменениях скорости, направления движения и т. п. Чтобы оценить все гидродинамические плюсы акульей кожи, Йоханнес Оффнер и Джордж Лаудер прикрепили к специальному подводному роботу куски акульей кожи и проверили, с какой скоростью подводный аппарат будет перемещаться. Исследователи отмечают, что акулья кожа была прикреплена не жёстко - для имитации гибкости и подвижности кожного покрова на живой рыбе.

Как пишут зоологи в статье, опубликованной в Journal of Experimental Biology, акулья кожа на 12% увеличивала скорость перемещения под водой, и происходило это не только из-за уменьшения сопротивления воды и снижения турбулентности. Оказалось, что структура чешуек способствует возникновению вблизи поверхности тела рыбы водяных вихрей, которые толкают её вперёд. То есть вода ещё и слегка подталкивает акулу по направлению движения.

На такой эффект работает не только форма каждой отдельной чешуйки, но и их расположение на коже. Учёные надеются, что исследования в этом направлении помогут создать специальные покрытия для кораблей, подводных аппаратов и гидрокостюмов, которые облегчили бы передвижение в воде. Впрочем, до сих пор все попытки взять на вооружение гидродинамические уловки акул не привели к сколько-нибудь впечатляющим результатам…

Новости криптозоологии: http://www.cryptozoo.ru/