Heb je ooit goed naar de tong van een kat gekeken? Als, je hebt misschien de kleine, scherpe "stekels" op het oppervlak.

Kijken hoe haar kat een dikke, microvezeldeken en meteen vast komen te zitten tong uit was alles wat nodig was om Alexis Noel te inspireren, een promovendus in de werktuigbouwkunde, werkzaam in het Hu Biolocomotion Lab bij Georgia Tech, om de vreemde "stekels" te verkennen die ze opmerkte terwijl ze hielp haar kat te ontwarren.

Als je nog nooit goed naar de tong van een kat hebt gekeken, stel je voor dat het is bedekt met kleine klittenbandachtige haken en terwijl het over de vacht glijdt, deze haken vangen klitten en haken en ogen. "Als de tong van de kat een addertje onder het gras raakt, het trekt aan de haken, die draaien om het addertje onder het gras nog verder te penetreren. Als een hittezoekende raket voor haken en ogen, dankzij de mobiliteit van de haak kan de kat klitten beter uit elkaar halen, ' zei Noël.

Tijdens de 69e jaarlijkse bijeenkomst van de afdeling Fluid Dynamics (DFD) van de American Physical Society, wordt gehouden van 20-22 november, in Portland, Oregon, Noel zal dit concept beschrijven, die ze graag vergelijkt met het gebruik van stijve versus zachte haarborstels, en wat het mogelijk maakt.

"Een typische haarborstel heeft stekels die recht naar buiten steken. Wanneer haar zich op de borstel verzamelt, vormt het een dikke mat die met de hand moet worden verwijderd, " legde Noel uit. "Ter vergelijking, de flexibele stekels van de kat maken het schoonmaken gemakkelijker. Wanneer niet in gebruik, de stekels op een kattentong liggen bijna plat tegen het oppervlak, zoals overlappende gordelroos. Deze configuratie biedt openingen in een enkele richting, waardoor de haarmat rond de borstelharen met een enkele vingerbeweging kan worden verwijderd. Deze openingen zijn naar de keel van de kat gericht en [zijn] ook de reden waarom katten hun haar inslikken en eindigen met haarballen."

Het concept naar het lab brengen en macro- en high-speed videografieapparatuur gebruiken, Noel en collega's konden inzoomen en de unieke vorm en flexibiliteit van de tongstekels tijdens het verzorgen observeren. "Qua vorm en scherpte, het doet me denken aan kattenklauwen. En dit opent nog een andere vraag waarom alle klauwen zo op dezelfde manier zijn gevormd, ' zei Noël.

Om hun theorieën te helpen onderzoeken, de onderzoekers werden de eerste groep die een nabootsing van een kattentong in 3D printte op een schaal van 400%.

Wat hebben ze geleerd? "Zowel de kattentong als de mimic zijn erg goed in het reinigen en verwijderen van klitten in vachtmonsters, " zei ze. "We hebben ook ontdekt dat de tong van de kat zelfreinigend is. Het is gemakkelijk om haar onder de stekels te verwijderen door de tong eenvoudig van punt tot punt te borstelen."

Dit kan belangrijke implicaties hebben voor de wereld van zachte robotica, waarin onderzoekers nog steeds worstelen om manieren te vinden om zachte materialen grip te geven op oppervlakken. "De kattentong is flexibel, maar het kan klitten in bont uit elkaar trekken, "Zei Noel. "Dus we proberen een op kattentongen geïnspireerd oppervlak te ontwikkelen op basis van onze 3D-geprinte mimic. De flexibiliteit van de tongstekels van katten kan brede toepassingen hebben, van een gemakkelijk te reinigen haarborstel tot wondreiniging in de medische sector."

Volgende, de groep is van plan om te onderzoeken hoe de afstand tussen de stekels van de kattentong de wrijvingsweerstand beïnvloedt. "Met deze kennis we kunnen een haarborstel ontwikkelen die geschikt is voor menselijke verzorging, "zei Noel. "We willen ook de tongen van tijgers bestuderen, leeuwen en andere grote katten om te begrijpen hoe tongstekels door de kattenfamilie schalen."

Ondertussen, Noel en collega's zijn van plan om de technologie voor het nabootsen van kattentong te ontwikkelen via het Innovation Corps bij Georgia Tech en om met consumenten te praten, schoonheidsspecialisten en specialisten in medische hulpmiddelen in de VS over toepassingsmogelijkheden. "We hebben al een technologie-openbaarmakingsformulier ingediend en zijn van plan om binnen het volgende jaar een patent in te dienen, " voegde ze eraan toe.