الهام از درختان در ساخت سيستم هاي هيدروليكي

درحال مشاهده: الهام از درختان در ساخت سيستم هاي هيدروليكي

ادعونی اهدای خون

الهام از درختان در ساخت سيستم هاي هيدروليكي

۱۳۹۰/۰۱/۲۴

15:47

امیرحسین ستوده بیدختی

محققان اسپانيايي در دانشگاه كارلوس III مادريد (UC3M) با استفاده از مدلسازي سه بعدي به تحليل مكانيسم انتقال آب در قسمت هاي داخلي درختان پرداخته اند. در حقيقت هدف از اين كار كشف نكات مهم و اساسي در جابه جايي شيره درختان است تا با شناخت اين اصول از آنها در ساخت پمپ هاي مكنده و سيستم هاي هيدروليكي جديد استفاده شود. علت انجام چنين تحقيقي اين بود كه محققان مي خواستند بفهمند گياهان براي استخراج آب از زمين هاي بسيار خشك از چه مكانيسمي استفاده مي كنند.

به عنوان مثال در مورد گياهان مناطق استوايي (درختان و گياهان بوته دار خانواده شاه پسند) مشاهده مي شود كه گياه، آب تازه را از محيطي شور استخراج مي كند، علي رغم اين حقيقت كه با وجود فشار اسمزي بايد اين اتفاق در جهت عكس انجام شود.هدف از اين مطالعات درك مكانيسمي است كه گياه طي آن آب را پس از استخراج از ريشه به برگ ها مي رساند. براي انجام اين كار محققان مدلي ارائه كردند كه نشان دهنده ساختار ميكروسكوپي تنه درختي اروپايي به نام Fagus Sylvatica بود تا از طريق آن تغييرات اعمال شده هنگام انتقال آب در قسمت هاي داخلي تنه درخت را مطالعه كنند. بخشي از نتايج اين تحقيق در شماره اخير مجله Biological physics به چاپ رسيده است.
مدلي سه بعدي توسط دانشمندان UC3M تهيه شده تا بتوانند ترشح و جذب آب در پوست درخت را آناليز كنند. همچنين فشار وارد شده به مجاري مختلف گياه همچون آوندها كه مايعات را در داخل تنه درخت جابه جا مي كنند مورد بررسي قرار دادند.
در ابتدا بافت هاي آوندي مواد قندي و مغذي را از اندام هايي كه در آنجا توليد شده اند به قسمت هايي مي رسانند كه بايد در آنجا ذخيره يا مصرف شوند. آوندها بافت هاي مختلفي هستند كه به منظور حمل آب در جهت بالاو در طول گياه به شكل رديف هاي طولي مرتب شده اند. مهم ترين نتيجه گيري از اين بحث اين است كه شيره گياه در تنه درخت تحت شرايط فشار است. زماني كه فشار در آوندها وFloem ها مثبت است مدل فشار در داخل مجاري به صورت شعاعي گسترش مي يابد، اما زماني كه فشار در آوندها منفي و درFloem ها مثبت است مدل فشار به شكل شعاعي منقبض مي شود. محققان معتقدند آنچه در طول روز داخل تنه يا ساقه گياهان اتفاق مي افتد سيستم دوم است. اين تحقيق مي تواند كاربردهاي جالبي در سيستم هاي هيدروليكي يا ابزار استخراج آب داشته باشد. به عنوان مثال اكنون پمپ هاي آبي كه قادر باشند آب را تحت فشار نرمال اتمسفريك بيش از 10 متر مكش كنند وجود ندارد، اما درخت سكويا قادر است آب را تا ارتفاع 100متر بالاببرد. بنابراين آنچه را كه مي توان از گياهان ياد گرفت مي تواند كاربردهاي جالبي در اين زمينه و زندگي انسان ها داشته باشد.
به عنوان مثال در مورد گياهان مناطق استوايي (درختان و گياهان بوته دار خانواده شاه پسند) مشاهده مي شود كه گياه، آب تازه را از محيطي شور استخراج مي كند، علي رغم اين حقيقت كه با وجود فشار اسمزي بايد اين اتفاق در جهت عكس انجام شود.هدف از اين مطالعات درك مكانيسمي است كه گياه طي آن آب را پس از استخراج از ريشه به برگ ها مي رساند. براي انجام اين كار محققان مدلي ارائه كردند كه نشان دهنده ساختار ميكروسكوپي تنه درختي اروپايي به نام Fagus Sylvatica بود تا از طريق آن تغييرات اعمال شده هنگام انتقال آب در قسمت هاي داخلي تنه درخت را مطالعه كنند. بخشي از نتايج اين تحقيق در شماره اخير مجله Biological physics به چاپ رسيده است.
مدلي سه بعدي توسط دانشمندان UC3M تهيه شده تا بتوانند ترشح و جذب آب در پوست درخت را آناليز كنند. همچنين فشار وارد شده به مجاري مختلف گياه همچون آوندها كه مايعات را در داخل تنه درخت جابه جا مي كنند مورد بررسي قرار دادند.
در ابتدا بافت هاي آوندي مواد قندي و مغذي را از اندام هايي كه در آنجا توليد شده اند به قسمت هايي مي رسانند كه بايد در آنجا ذخيره يا مصرف شوند. آوندها بافت هاي مختلفي هستند كه به منظور حمل آب در جهت بالاو در طول گياه به شكل رديف هاي طولي مرتب شده اند. مهم ترين نتيجه گيري از اين بحث اين است كه شيره گياه در تنه درخت تحت شرايط فشار است. زماني كه فشار در آوندها وFloem ها مثبت است مدل فشار در داخل مجاري به صورت شعاعي گسترش مي يابد، اما زماني كه فشار در آوندها منفي و درFloem ها مثبت است مدل فشار به شكل شعاعي منقبض مي شود. محققان معتقدند آنچه در طول روز داخل تنه يا ساقه گياهان اتفاق مي افتد سيستم دوم است. اين تحقيق مي تواند كاربردهاي جالبي در سيستم هاي هيدروليكي يا ابزار استخراج آب داشته باشد. به عنوان مثال اكنون پمپ هاي آبي كه قادر باشند آب را تحت فشار نرمال اتمسفريك بيش از 10 متر مكش كنند وجود ندارد، اما درخت سكويا قادر است آب را تا ارتفاع 100متر بالاببرد. بنابراين آنچه را كه مي توان از گياهان ياد گرفت مي تواند كاربردهاي جالبي در اين زمينه و زندگي انسان ها داشته باشد.
منبع: روزنامه جام جم، شماره 3034 به تاريخ 14/10/89، صفحه 12 (دانش)

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

موضوعات مرتبط: هیدرولیک و مکانیک سیالات و مکانیک خاک,پمپ و پمپاژ

برچسب‌ها: هیدرولیک

ادامه مطلب

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

درحال مشاهده: الهام از درختان در ساخت سيستم هاي هيدروليكي

الهام از درختان در ساخت سيستم هاي هيدروليكي

لیست مطالب

آرشیو موضوعی

برچسب ها

صفحات مهم

لینک دوستان

پیوندها

نویسندگان

آخرین مطالب

آرشیو