m+Medelevator.RU
← Поиск публикаций
Nature communications · 2023

Droplet superpropulsion in an energetically constrained insect.

СтатьяПоддержка исследования: вне правительства СШАПоддержка NIH: внешняя программаПоддержка правительства СШАНазвание и аннотация: Перевод в очереди
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…

История · было → стало

Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.

Challita Elio J, Sehgal Prateek, Krugner Rodrigo, Bhamla M Saad

Аннотация

Food consumption and waste elimination are vital functions for living systems. Although how feeding impacts animal form and function has been studied for more than a century since Darwin, how its obligate partner, excretion, controls and constrains animal behavior, size, and energetics remains largely unexplored. Here we study millimeter-scale sharpshooter insects (Cicadellidae) that feed exclusively on a plant's xylem sap, a nutrient-deficit source (95% water). To eliminate their high-volume excreta, these insects exploit droplet superpropulsion, a phenomenon in which an elastic projectile can achieve higher velocity than the underlying actuator through temporal tuning. We combine coupled-oscillator models, computational fluid dynamics, and biophysical experiments to show that these insects temporally tune the frequency of their anal stylus to the Rayleigh frequency of their surface tension-dominated elastic drops as a single-shot resonance mechanism. Our model predicts that for these tiny insects, the superpropulsion of droplets is energetically cheaper than forming jets, enabling them to survive on an extreme energy-constrained xylem-sap diet. The principles and limits of superpropulsion outlined here can inform designs of energy-efficient self-cleaning structures and soft engines to generate ballistic motions.

Предметные рубрики MeSH

ИП Урсолов Владлен Сергеевич

ИНН 500118482352 · ОГРНИП 314500117700049

Реквизиты и контакты