آزمایش‌ها و شبیه سازی های کامپیوتری نشان می دهد که چرا لانه‌های پرندگان بسیار محکم هستند و چگونه تماس بین چوب ها به تقویت مواد مشابه لانه پرندگان کمک می کند. یک پرنده برای ساختن لانه اش سراغ هیچ شاخه قدیمی نمی رود. به نوعی، پرندگان موادی را انتخاب می کنند که لانه ای دنج و محکم ایجاد می کند.
هانتر کینگ فیزیکدان از دانشگاه آکرون در اوهایو می گوید: “به نظر می رسد که پرندگان درک می کنند که چگونه خواص یک چوب به استحکام بیشتر لانه کمک می کند.”
محققان در مطالعه‌ای گزارش دادند، لانه پرنده از چوب های خاصی ساخته می شود. کینگ و همکارانش از تست های آزمایشگاهی و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری برای درک بهتر ویژگی‌های مواد ساخت آشیانه بهره بردند.
در آزمایش‌ها، یک پیستون به طور مکرر 460 میله بامبو را که در داخل یک استوانه پراکنده شده بود، فشرده کرد. شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای به محققان اجازه می‌دهد تا نقاط تماس چوب‌ها را که برای درک مواد کلیدی است، تجزیه و تحلیل کنند. هر چه پیستون نیروی بیشتری به توده وارد کند، توده سفت تر می شود، به این معنی که در برابر تغییر شکل بیشتر مقاومت می کند. همانطور که پیستون به سمت پایین فرو می رفت، میله ها روی هم می لغزیدند و نقاط تماس بین آنها دوباره مرتب می شد. شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که این توده با ایجاد نقاط تماس اضافی بین چوب‌ها محکم تر می‌شود، که از خم شدن بیشتر آنها جلوگیری می‌کند.
به نظر می رسد تغییرات در سفتی توده از حرکت پیستون عقب مانده است، پدیده ای به نام هیسترزیس (پدیده ای که در آن مقدار یک ویژگی فیزیکی از تغییر در اثر ایجاد کننده آن عقب است، به عنوان مثال زمانی که القای مغناطیسی از نیروی مغناطیسی عقب می ماند.) این اثر باعث شد که توده در هنگام فشار دادن پیستون به داخل سفت تر شود تا زمانی که مواد با جمع شدن پیستون به عقب برگشتند. شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که پسروی به این دلیل به وجود آمد که اصطکاک اولیه بین میله‌ها باید قبل از شروع به تنظیم مجدد نقاط تماس برطرف شود.
فراتر از لانه های پرندگان، این تحقیق را می توان برای سایر مواد ساخته شده از چیدمان نامرتب الیاف بلند، مانند نمد نیز به کار برد. با درک بهتری از کیفیت فیزیکی چنین موادی، مهندسان می‌توانند از آن ها برای ایجاد ساختارهای جدیدی استفاده کنند که نه تنها از تخم‌های پرندگان، بلکه از سایر محموله‌هایی که برای انسان‌ها ارزشمند هستند، نیز محافظت کنند.
گردآوری: تیم تحقیقات مای فندق
