Als je ooit in het bos hebt gewandeld en bent omringd door de aanblik en geur van pijnbomen, je hebt misschien dennennaalden van dichterbij bekeken en je afgevraagd hoe hun vorm, materiële eigenschappen, en de bevochtigbaarheid van het oppervlak worden allemaal beïnvloed door regenval.

In Fysica van vloeistoffen , onderzoekers van de University of Central Florida onderzoeken momenteel hoe goed dennennaalden de impact van regen onder de boom verminderen. Andrew K. Dickerson en Amy P. Lebanoff onderzochten de impact van regendruppels op vaste, niet-cirkelvormige vezels van Pinus palustris, oftewel de longleaf den, door high-speed videografie te gebruiken om de resultaten vast te leggen.

"Druppels die op vaste vezels vallen, worden sterk vervormd en gespleten, "zei Dickerson. "Zoals verwacht, het uiteenvallen van de druppel en de kracht die door de vezel wordt gevoeld, is afhankelijk van de druppelgrootte en snelheid."

De slagkracht en de vorm van de resulterende waterlob hangen ook af van de vorm van de vezel die wordt blootgesteld aan de naderende druppel.

"Dus we veranderden de vorm van de vezel die aan de druppel werd blootgesteld door hem 180 graden te draaien, " zei hij. "Onze vezels, die wigvormig zijn, lijken beter te zijn in het afstoten van water in vergelijking met cirkelvormige vezels van vergelijkbare grootte en onder vergelijkbare impactomstandigheden."

Er wordt aangenomen dat dit werk het eerste is dat de impact van een druppel op niet-cirkelvormige vezels beschouwt in een veld dat vol is met studies naar de impact op cirkelvormige vezels.

"We zijn in staat om contrasten te trekken in vloeiend gedrag, vergeleken met circulaire vezels, en getuige zijn van gedrag dat nog niet is gedocumenteerd, " zei Dickerson. "Ik was verrast hoe verschillend de lobben gevormd door inslaande druppels eruitzien wanneer de vezel van richting verandert. Verder, onze vezels houden minder water vast dan circulaire vezels."

Vanuit een evolutionair oogpunt, dit is voordelig, omdat water op het oppervlak van dennennaalden de fotosynthese stopt door huidmondjes te blokkeren, poriën van de gasuitwisseling.

De onderzoekers hopen dat hun werk "een stap vooruit is in het begrijpen hoe dennen, misschien wel de meest alomtegenwoordige boomfamilie in de beschaving, evolueerde samen met regenval in hun omgeving, " zei Dickerson. "Hoe zijn dennen geëvolueerd om agressieve regenval het hoofd te bieden? Een deel van het antwoord ligt misschien in het dwarsdoorsnedeprofiel van hun naalden."

Hun werk suggereert ook dat het opvangen van vocht - het opvangen van regendruppels of andere soorten vocht - kan worden afgestemd op de vorm van de vezels, wat de deur zou kunnen openen voor toekomstige vezels die extreem afstotend zijn.