Marienkäfer sind kompakte kleine Käfer, aber ihre Flügel sind überraschend groß, wenn sie unter ihren gefleckten Muscheln hervorgezogen werden. Und wie Sarah Knapton bei The Telegraph berichtet, haben Forscher lange darüber nachgedacht, wie Marienkäfer ihre Flügel so fest zusammenfalten können. Aus diesem Grund beschlossen Wissenschaftler in Japan, einen genaueren Blick darauf zu werfen und den als Elytron bezeichneten getupften Vorderpfeil durch ein transparentes Stück Harz zu ersetzen. Was sie gelernt haben, könnte Ingenieuren helfen, faltbare Sonnenkollektoren oder sogar einen neuen Schirmtyp zu entwerfen.
Kazuya Saito, Assistant Professor am Institut für Industriewissenschaften der Universität Tokio, entwirft faltbare Strukturen - Insektenflügel sind daher ein natürliches Interesse. "Im Vergleich zu anderen Käfern fliegen Marienkäfer sehr gut und heben häufig ab", sagt er Bryson Masse bei Gizmodo. "Ich fand, dass ihre Flügeltransformationssysteme exzellent sind und ein großes Potenzial für Ingenieure haben."
Er und sein Team versuchten verschiedene Methoden, um herauszufinden, wie der Marienkäfer seinen Flügel faltete. Sie machten Hochgeschwindigkeitsaufnahmen des Insekts, das seine Flügel öffnete und schloss, konnten jedoch den eigentlichen Faltvorgang unter den undurchsichtigen gefleckten Vorderflügeln nicht sehen. Sie versuchten, einen künstlichen Flügel in 3D zu drucken, aber sie konnten keinen Flügel herstellen, der transparent genug war, um gründlich zu sehen.
Wie Masse berichtet, war die Sekretärin der Forscher diejenige, die eine Lösung fand: klares Nail-Art-Harz. Nachdem das Team den Flügel aus dem Harz gefertigt hatte, konnte es beobachten, wie das Insekt seine Flügel faltete und entfaltete.
Ein Marienkäfer mit durchsichtiger Muschel (Kazuya Saito) Die Kreaturen benutzen die Kante des Elytrons und die Bauchbewegungen, um den Flügel entlang gefalteter Linien zu falten. Die Untersuchung der Flügel mit einem CT ergab auch, dass sie federnde Venen aufweisen, die einem Maßband ähneln und steif genug sind, um die Insekten fliegen zu lassen, aber elastisch genug, um sich zu falten.
Saito sagt Masse, dass die Flügel ungewöhnlich sind, weil „umwandelbare Strukturen“ normalerweise bewegliche Teile und Gelenke beinhalten. Dem Flügel des Marienkäfers fehlen diese Komplikationen. Er erfüllt eine relativ komplexe Aufgabe durch Flexibilität und Elastizität. Das Papier erscheint in den Proceedings der National Academies of Science.
Während die Struktur von Marienkäferflügeln Anwendungen für Dinge wie faltbare Sonnenkollektoren für Satelliten und Raumschiffe haben mag, scheint Saito am meisten begeistert von ihrer Anwendung auf etwas viel häuslicheres zu sein. "Ich glaube, dass das Zusammenklappen der Käferflügel das Potenzial hat, das seit mehr als 1000 Jahren im Grunde unveränderte Schirmdesign zu verändern", sagt er Knapton. Klappschirme bestehen normalerweise aus mehreren Teilen und können an den Gelenken leicht zerbrechen. Aber der Marienkäfer-Regenschirm könnte aus "nahtlosen, flexiblen Rahmen" bestehen, was ihn bei starkem Wind unzerstörbar macht und sich mit "gespeicherter elastischer Energie" schnell entfalten lässt.
Saito gibt zu, dass er noch kein Design für den Regenschirm hat, aber vielleicht sieht es so aus.
