В разделе «Физика жидкостей» от AIP Publishing исследователи из Университета Центральной Флориды в настоящее время исследуют, насколько хорошо сосновые иглы смягчают воздействие дождя под деревом. Эндрю К. Дикерсон и Эми П. Лебанофф исследовал влияние капель дождя на фиксированные некруглые волокна Pinus palustris, также известного как длиннолистная сосна, с помощью высокоскоростной видеосъемки для получения результатов.
«Капли, ударяющиеся о неподвижные волокна, сильно деформируются и расщепляются», – сказал Дикерсон. "Как и ожидалось, разрыв капли и сила, воспринимаемая волокном, зависит от размера капли и скорости."
Сила удара и форма образовавшейся капли воды также зависят от формы волокна, подвергающегося воздействию набегающей капли.
«Поэтому мы изменили форму волокна, подвергшегося воздействию капли, повернув его на 180 градусов», – сказал он. «Наши волокна клиновидной формы лучше отводят воду по сравнению с круглыми волокнами аналогичного размера и в аналогичных условиях воздействия."
Эта работа считается первой, в которой рассматривается удар капли по некруглым волокнам в поле, где полно исследований воздействия на круглые волокна.
«Мы можем различать поведение жидкости по сравнению с круговыми волокнами и наблюдать поведение свидетелей, которое еще не задокументировано», – сказал Дикерсон. "Я был удивлен, насколько по-разному выглядят лепестки, образованные ударами капель, когда волокно меняет ориентацию. Кроме того, наши волокна удерживают меньше воды, чем круглые волокна."
С эволюционной точки зрения это выгодно, потому что вода на поверхности хвои сосны задерживает фотосинтез, блокируя устьица, поры газообмена.
Исследователи надеются, что их работа является «шагом вперед в понимании того, как сосны, возможно, самое распространенное семейство деревьев в цивилизации, эволюционировали вместе с дождями в их среде», – сказал Дикерсон. "Как сосны смогли справиться с агрессивными дождями?? Частично ответ может заключаться в профиле поперечного сечения игл."
Их работа также предполагает, что улавливание влаги – улавливание капель дождя или других типов влаги – может регулироваться формой волокна, что может открыть дверь для будущих волокон, которые будут чрезвычайно отталкивающими.