کاهش مصرف سوخت کشتی‌های بزرگ با پروانه‌هایی از جنس پوست دلفین 

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از نیواطلس، بیش از یک قرن است که دانشمندان و مهندسان سعی دارند از دلفین به عنوان مدلی برای ساخت کشتی‌های آبی سریع و قابل مانور الهام بگیرند. علاوه بر این وقتی این حیوان می‌تواند به راحتی از میان آب بلغزد و به هوا بپرد و گویی برایش مهم نیست که در کدام محیط باشد، هدف بسیار خوبی برای تقلید است.

مشکل اینجاست که یک دلفین نباید چنین توانایی داشته باشد. کشش بیش از حد است و ماهیچه‌های دلفین تقریبا معادل یک انسان ورزشکار قوی است، بنابراین این حیوان نباید بتواند به به چنین سرعتی که نشان می‌دهد برسد. تا جنگ جهانی دوم، این پدیده متناقض (پارادوکس) به «پارادوکس گَری» معروف بود.

سپس مهندسان به چیز‌های دیگری توجه کردند. مثلا، در مشاهده شنای شبانه فوک‌ها و دلفین‌ها در دریای فلورسنت، دریافتند تکه‌های پلانکتون روشن در هرج و مرج متلاطم در اطراف فوک‌ها حرکت می‌کنند، در حالی همین پلانکتون‌ها در خطوط مستقیم روی دلفین‌ها می‌لغزند. پس پوست خاص و منحصر به فرد دلفین چنین خاصیتی به آنها می‌دهد.

به زبان ساده، پوست دلفین دارای ریزساختار انعطاف پذیری است که همراه با ترشحات مخاطی، می‌تواند خود را در حالی که باله با سرعت‌های مختلف حرکت می‌کند، تغییر دهد. در سرعت‌های بالا، پوست لایه بسیار نازکی از تلاطم ایجاد می‌کند. این لایه تقریبا بدون اصطکاک است و به آب اطراف دلفین اجازه می‌دهد تا به سادگی در جریانی که به آن جریان هموار آبگونه می‌گویند، سر بخورد.

امروزه جریان هموار آبگونه هم در شناور‌ها و هم در هواپیما‌ها به عنوان وسیله‌ای برای کاهش کشش و افزایش سرعت استفاده می‌شود.

اکنون دانشمندان موسسه فناوری و مهندسی مواد نینگبو (NIMTE) پوششی به نام «پوست دلفین بیونیک» ابداع و آن را روی یک پروانه معمولی اعمال کردند. این پوشش دقیقا شبیه پوست دلفین که بسیار پیچیده‌تر است، نیست. اما از مواد سطحی دینامیکی شبه مایع و یک ریزساختار انعطاف پذیر با اندازه بین ۰.۱ تا ۰.۲ میلی متر ساخته شده است. این امر نیروی برشی با آب را کاهش می‌دهد و بازدهی پروانه را بهبود می‌بخشد.

موسسه NIMTE با همکاری یک شرکت حمل و نقل نفت خام، پروانه‌های یک کشتی خیلی بزرگ با ظرفیت ۳۰۰ هزار تن نفت را به پوشش پوست دلفین بیونیک مجهز کردند.

در سفر‌های آزمایشی بیش از ۲۰۰ روز که بیش از ۳۵۰۰۰ مایل دریایی (۶۵۰۰۰ کیلومتر) بین بنادر ساحلی چین و بنادر اصلی خاورمیانه را پوشش می‌دادند، این پروانه‌ها دو درصد صرفه جویی در مصرف سوخت برای حامل نفت خام به ارمغان آوردند.

محققان تخمین می‌زنند که قرار دادن پوست دلفین بیونیک روی یک ملخ ۲۰ هزار دلار هزینه دارد که باعث صرفه جویی در هزینه بیش از ۱۴۰ هزار دلاری در سال و در عین حال کاهش انتشار CO۲ تا بیش از ۹۰۰ تن می‌شود.