Înțelegerea trezilor și a vorticelor pe care le produce meduze în timp ce înoată este crucială, potrivit Wu, și colab. Velocimetria imaginii particulelor (PIV) este un instrument vital pentru studierea fenomenelor de flux și a propulsiei biomecanice. Piv urmărește în esență particule minuscule de urmărire suspendate în apă, iluminându -le cu lumină laser. Tehnica se bazează de obicei pe sfere de sticlă goală, margele de polistiren, fulgi de aluminiu sau granule sintetice cu acoperiri optice speciale pentru a îmbunătăți reflectarea luminii.
Aceste particule sunt disponibile cu ușurință și au dimensiunea și densitatea potrivită pentru măsurătorile fluxului, dar sunt foarte scumpe, costând până la 200 USD pe lire în unele cazuri. Și au riscuri de sănătate și mediu asociate: microsferele din sticlă pot provoca iritații ale pielii sau ochilor, de exemplu, în timp ce nu este o idee bună să inhaleze mărgele de polistiren sau fulgi de aluminiu. De asemenea, nu sunt digerabile de către animale și pot provoca daune interne. Au fost propuse mai multe opțiuni biodegradabile, cum ar fi celulele de drojdie, laptele, micro -algele și amidonul de cartofi, care sunt ușor disponibile și ieftine, care costă doar 2 dolari pe kilogram.
Wu au crezut că particulele de amidon au fost cele mai promițătoare ca trasori biodegradabili și au decis să studieze mai multe tipuri diferite de amidon pentru a identifica cel mai bun candidat: în mod specific, amidon de porumb, amidon săgeată, pulbere de copt, mărgele de jojoba și pulbere de nucă. Fiecare tip de particulă a fost suspendat în rezervoarele de apă cu meduze de lună, urmărind mișcarea lor cu un sistem PIV. Ei și-au evaluat performanța pe baza mărimii, densității și proprietăților particulelor și împrăștierii laserului.
Dintre diferiții candidați, amidonul de porumb și amidonul cu săgeată s -au dovedit cele mai potrivite pentru aplicațiile PIV, datorită densității și distribuției uniforme a dimensiunilor, în timp ce amidonul de săgeată a avut performanțe cel mai bine atunci când a venit la testele de împrăștiere laser. Dar amidonul de porumb ar fi potrivit pentru aplicații care necesită particule de urmărire mai mari, deoarece a produs puncte de împrăștiere laser mai mare în experimente. Ambii candidați s -au potrivit cu performanța particulelor de urmărire sintetică utilizate în mod obișnuit în ceea ce privește vizualizarea cu exactitate a structurilor de flux rezultate din meduza de înot.
DOI: Fluide de revizuire fizică, 2025. 10.1103/bg66-976x (Despre Dois)