Tripsen zijn kleine insecten van 2 millimeter lang, ongeveer net zo lang als vier mensenharen dik zijn. Tripsen staan ​​bekend om hun onwelkome vermogen om tuinplanten te verslinden en, de laatste tijd, om het ontwerp van microrobotica te informeren.

In tegenstelling tot grotere insecten, vogels, en vliegtuigen, trips zijn niet afhankelijk van lift om te vliegen. In plaats daarvan, de kleine insecten vertrouwen op een vliegmechanisme op basis van slepen, zichzelf drijvend houden in luchtstroomsnelheden met een grote verhouding tussen kracht en vleugelgrootte. Wind is proportioneel sterker als je een klein insect bent met vleugels die op microschaal meten.

De toonaangevende vortex is opmerkelijk onschadelijk gemaakt op zo'n klein formaat, zodat er weinig hefkracht kan worden gegenereerd. Auteur Yonggang Jiang legde uit dat de oorzaak hiervan het ultralage Reynolds-getal is, wat een verhouding is tussen traagheids- en viskeuze krachten in een vloeistof, zoals de lucht.

Hoewel op modellen gebaseerde studies een op weerstand gebaseerd mechanisme voor kleine insecten hebben bevestigd, modellen zijn niet biologisch trouw. De vleugel van een trips kan tussen de 45 en 120 haarachtige borstelharen hebben die zich uitstrekken vanaf het vleugelmembraan.

Ondanks de toenemende precisie van micro-elektromechanische systemen, eerdere studies riskeerden onnauwkeurige berekeningen van sleepkracht, omdat ze niet de lengte omvatten, hoek of aantal borstelharen.

In een studie die deze week in de Tijdschrift voor Toegepaste Natuurkunde , onderzoekers voerden de eerste test uit van de weerstandskracht op de vleugel van een echte trips onder constante luchtstroom in een windtunnel op een tafel. Puttend uit ervaring in microfabricage en nanomechanica, Jiang creëerde een experiment waarbij de vleugel van een trips werd vastgelijmd aan een zelfgevoelige microcantilever die piëzoweerstanden gebruikt om spanningsmetingen te doen die worden gebruikt om de weerstandskracht op de vleugel te berekenen.

De studie diende om de aerodynamische eigenschappen van de vleugels te kwantificeren, nauwkeurig onderzoeken hoeveel lucht door de borstelige vleugel lekt en hoe lekkage van de luchtstroom de weerstandskracht per oppervlakte-eenheid beïnvloedt. Het ontwerp met natuurlijke haren kan nuttig zijn bij het ontwerpen van kleine vliegende of zwemmende robots, Jiang zei, evenals flowsensoren en gassensoren, waarin een borstelstructuur de gevoeligheid zou kunnen verhogen.

De auteurs zijn van plan om verder te onderzoeken met behulp van een microcantilever om het vluchtmechanisme van de trips en de kinematica van de vleugel te bestuderen, inclusief de aanvalshoek, de verschillende hoeken waaronder een trips zijn vleugel kan positioneren, en hoe dat de weerstand tijdens de vlucht beïnvloedt.