ALTIN 486,37
DOLAR 8,3616
EURO 9,9348
BIST 1.400
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 36 °C
Sıcak

Kuşlar nasıl daha iyi nefes alır? Araştırmacıların keşfi sizi bir döngüye sokacak

16.03.2021
103
Kuşlar nasıl daha iyi nefes alır?  Araştırmacıların keşfi sizi bir döngüye sokacak

Kuşlar, akciğerlerinin yapısı – tek yönde giden hava akışlarını kolaylaştıran döngülü hava yolları – nedeniyle insanlardan daha verimli nefes alırlar. Araştırmacılardan oluşan bir ekip, bir dizi laboratuar deneyi ve simülasyonu aracılığıyla bulmuştur.

New York Üniversitesi ve New Jersey Teknoloji Enstitüsü’ndeki araştırmacılar tarafından yürütülen çalışma, solunum vantilatörleri gibi uygulamalarda sıvıları pompalamanın ve akışları kontrol etmenin daha akıllı yollarına da işaret ediyor.

Doçent Leif Ristroph, “Nefes alıp verirken ileri geri salınan ciğerlerimizin derinliklerindeki hava akışının aksine, kuş ciğerlerinde akış tek bir yönde hareket ediyor,” diye açıklıyor doçent Leif Ristroph. NYU’nun Courant Matematik Bilimleri Enstitüsü’nde ve makalenin kıdemli yazarı. “Bu, herhangi bir hayvanın en zor ve enerji açısından maliyetli aktivitesini gerçekleştirmelerine olanak tanıyor: Uçabilirler ve bunu tüm okyanuslarda ve kıtaların tamamında ve oksijenin son derece ince olduğu Everest Dağı kadar yüksek rakımlarda yapabilirler.”

Ristroph, “Anahtar, kuş ciğerlerinin sadece akciğerlerimizin dalları ve ağaç benzeri yapısından değil ilmekli hava yollarından oluşmasıdır ve bunun döngülerin etrafında tek yönlü veya yönlendirilmiş akışlara yol açtığını gördük” diye ekliyor Ristroph. “Bu rüzgar ciğerlerin derin girintilerini bile havalandırır ve içeri temiz hava getirir.”

Kuşların solunum sistemlerindeki tek yönlü hava akışı, bir asır önce keşfedildi. Ancak bir sır olarak kalan şey, bu verimli solunum sisteminin arkasındaki aerodinamiğin bir açıklamasıydı.

Araştırmacılar, bunu keşfetmek için NYU’nun Uygulamalı Matematik Laboratuvarı’nda kuşların nefes almasını taklit eden bir dizi deney yaptılar.

Deneyler için, hava akışını taklit etmek için suyla dolu borular inşa ettiler ve otobanların rampalar ve çıkış rampaları ile birbirine bağlanmasına benzer şekilde, kuşların akciğerlerinin döngü benzeri yapısını taklit etmek için boruları büktüler. Araştırmacılar, mikropartikülleri suya karıştırarak su akışının yönünü izlemelerine izin verdi.

Bu deneyler, nefes almanın ürettiği ileri-geri hareketlerin döngülerin etrafındaki tek yönlü akışlara dönüştüğünü gösterdi.

Uygulamalı Matematik Laboratuvarı direktörü Ristroph, “Bu aslında akciğerlerin içinde olan şeydir, ancak şimdi neler olup bittiğini gerçekten görebiliyor, ölçebiliyor ve böylece anlayabiliyorduk” diyor. “Bunun işleyiş şekli, ağın döngülere ve dolayısıyla kavşaklara sahip olmasıdır, bunlar biraz” yoldaki çatallar “gibi, akışların hangi rotayı seçeceği konusunda bir seçim yapabilirler.

Bilim adamları daha sonra deneysel sonuçları yeniden üretmek ve mekanizmaları daha iyi anlamak için bilgisayar simülasyonları kullandılar.

NJIT yardımcı doçent ve yazarlarından Anand Oza, “Atalet, bir girdap tarafından engellenen bir ara sokağı kapatmak yerine akışların düz devam etmesine neden olma eğilimindedir,” diye açıklıyor. “Bu, bağlantıların ağa nasıl bağlandığından dolayı tek yönlü akışlara ve döngülerin etrafında dolaşıma yol açıyor.”

Ristroph, bu bulgular için birkaç potansiyel mühendislik kullanımına işaret ediyor.

“Sıvıları yönetmek, kontrol etmek ve pompalamak, sağlık hizmetlerinden kimyasal işlemeye ve her tür makinedeki yakıt, yağlayıcı ve soğutma sistemlerine kadar birçok uygulamada çok yaygın bir hedeftir” diye gözlemliyor. “Tüm bu durumlarda, belirli amaçlar için sıvıları belirli yönlere pompalamamız gerekiyor ve şimdi bunu başarmanın teknolojilerimizde kullanılmasını umduğumuz yepyeni bir yolu kuşlardan öğrendik.”


New York University tarafından sağlanmıştır.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.