Een team van werktuigbouwkundigen van de Texas A&M University heeft een manier gevonden om onder water plasma te genereren door de snapactie van garnalen te kopiëren. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang , de groep beschrijft hoe ze een mechanisch knappende garnalenklauw in hun laboratorium hebben gemaakt en hoe goed het werkte.

Wetenschappers zijn al geruime tijd in staat om onder water plasma te creëren, meestal door gebruik te maken van elektriciteit. Met zo'n techniek wordt onder water gelast. Lasers zijn ook gebruikt, maar geen van beide methoden is erg efficiënt. In deze nieuwe poging de onderzoekers probeerden een efficiëntere manier te bedenken om plasma onder water te genereren door de acties van de bijtende garnaal na te bootsen.

Eerder onderzoek heeft aangetoond dat snapping garnalen in staat zijn om zowel een schokgolf als plasma te produceren met behulp van hun buitenmaatse klauw. De garnaal kan beide genereren door zijn klauw zeer snel te sluiten, het dwingen van een plunjer in een mof die een stroom water verdrijft. Het water beweegt zo snel dat er een bel wordt gevormd - die onmiddellijk instort. Het plotselinge lagedrukgebied dwingt de temperatuur zeer snel op, dingen zo heet maken dat er lichtgevend plasma wordt geproduceerd.

Om de mechanica van de garnalenklauw na te bootsen, de onderzoekers verzamelden vervelde schelpen die waren achtergelaten door garnalen en door scans te maken van echte garnalenklauwen. Dat resulteerde in een ontwerp (vijf keer groter dan het origineel) dat het team gebruikte om hun eigen knappende garnalenklauw in 3D te printen. Hun model verschilde op een aantal subtiele manieren, echter, omdat ze wilden dat de klauw zou breken zonder het gebruik van spieren - ze creëerden spanning met behulp van een veerbelaste staaf, bijvoorbeeld, waardoor het bovenste deel van de klauw snel naar beneden op hun plunjer draaide.

Bij het testen van hun klauw, de onderzoekers ontdekten dat het in staat was om de actie van de echte garnaal getrouw na te bootsen - het afzetten resulteerde in de productie van een schokgolf en de productie van lichtgevend plasma. Ze ontdekten ook dat ze de grootte van de klauw konden verkleinen zonder de prestaties te beïnvloeden - in de garnaal, de klauw moet groot zijn om de spier te huisvesten die de klauw dichtslaat. Ze zijn van mening dat extra tweaken zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van een apparaat dat geschikt is om plasma te produceren in voldoende hoeveelheden voor boor- of lastoepassingen.

© 2019 Wetenschap X Netwerk