น้ำหวานที่ไหลผ่านร่องพิเศษเป็นแรงบันดาลใจให้เกิดการอภิปรายได้อย่างไร
วิธีใหม่ในการดูลิ้นของนกฮัมมิงเบิร์ดคือลิ้นยาวและผอม เว็บสล็อต มุมมองนี้ท้าทายความคิดเก่า ๆ ว่านกฮัมมิงเบิร์ดจิบน้ำหวานอย่างไร – น้ำหวานไหลขึ้นร่องเปิดในลิ้นในขณะที่น้ำขึ้นภายในท่อฝอยบาง ๆ นักสัณฐานวิทยาที่ใช้งานได้ Alejandro Rico-Guevara จากมหาวิทยาลัยคอนเนตทิคัตในสตอร์สกล่าว เป็นการอภิปรายล่าสุดเกี่ยวกับการทำงานของลิ้นของนกฮัมมิงเบิร์ด
ทฤษฎี “micropump แบบยืดหยุ่น” ที่ Rico-Guevara และเพื่อนร่วมงานของเขาในคอนเนตทิคัตเสนอให้อาศัยแนวโน้มเดียวกันของโมเลกุลของน้ำที่จะจับกันซึ่งทำให้เกิดเส้นเลือดฝอยขึ้นเป็นหลอดเปิด แต่วิดีโอความเร็วสูงของ Rico-Guevara แสดงให้เห็นว่านกฮัมมิ่งเบิร์ดในป่าไม่ค่อยจุ่มร่องลงไปในน้ำหวาน แต่นกปากจะบีบลิ้นและร่องลิ้นให้แบนแทน เมื่อปลายลิ้นสัมผัสกับน้ำหวาน ร่องลิ้นจะเปิดออก ดึงน้ำหวานขึ้นมาเป็นคอลัมน์ในขณะที่ขยายออก นักวิจัยรายงาน ออนไลน์ในวันที่ 19 สิงหาคมในProceedings of the Royal Society Bการดึงหรือสูบน้ำหวานเร็วกว่าร่องที่เปิดค้างไว้
นกฮัมมิงเบิร์ดทำลิ้นจุ่มอย่างรวดเร็ว ริโก-เกวารากล่าวว่าเขาได้โอเวอร์คล็อก 23 เลียบต่อวินาที
ลิ้นที่ผอมโปร่งแสงไม่มีกล้ามเนื้อมีร่องรูปครึ่งวงกลมในแต่ละด้าน ลิ้นแยกออกเป็นครึ่งฝอยที่ปลาย เคล็ดลับเหล่านั้นไม่ใช่หลอดเส้นเลือดฝอยมากเท่ากับกับดักน้ำหวาน ริโก-เกวารา และเพื่อนร่วมงาน Margaret Rubega เสนอใน ปี2554 จากวิดีโอความเร็วสูง พวกเขาโต้แย้งว่าในขณะที่ร่องบีบแตะน้ำหวานและสปริงเปิดออก ขอบจะช่วยดักจับน้ำหวาน Rico-Guevara เสนอให้เป็นทางเลือกแทนการเพิ่มเส้นเลือดฝอย “มันขัดกับสิ่งที่ทุกคนเชื่อ” “ได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก แต่ก็มีความสงสัยอยู่มากเช่นกัน”
John WM Bush ผู้ศึกษาพลศาสตร์ของไหลที่ MIT และเพื่อนร่วมงานของเขาตอบโต้ด้วยการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์และวิดีโอของนกในห้องทดลอง ทีมงานแย้งว่าไม่ว่าจะเกิดอะไรขึ้นที่ส่วนปลาย การดูดของเส้นเลือดฝอยมีความสำคัญในการดึงน้ำหวานขึ้นร่อง ลิ้นเป็น “กาลักน้ำของเส้นเลือดฝอยที่ประกอบเองได้” วอน จอง คิม ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่มหาวิทยาลัยโซกัง ในกรุงโซล เกาหลีใต้ บุช และผู้ทำงานร่วมกันในปี 2555
เพื่อทำการศึกษาร่องน้ำด้วยตนเอง
ริโก-เกวารากับนักชาติพันธุ์วิทยา Kristiina Hurme เกลี้ยกล่อมนกฮัมมิ่งเบิร์ด 18 สายพันธุ์ในป่าเพื่อจิบบนกล้อง วิดีโอแสดงให้เห็นว่าร่องลิ้นของนกส่วนใหญ่ปิดเพื่อรอน้ำหวาน และเมื่อลิ้นสัมผัสกับน้ำหวาน ของเหลวก็เคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว โดยเฉลี่ยเกือบ 1 เมตรต่อวินาทีเมื่อมันยกลิ้นขึ้น เอกสารฉบับใหม่รายงานว่าแม้ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม การเพิ่มขึ้นของเส้นเลือดฝอยแบบธรรมดาจะดึงน้ำหวานออกมาได้ช้ากว่ามาก เพียงประมาณ 36 เซนติเมตรต่อวินาที
ในระหว่างการถ่ายทำ อุบัติเหตุครั้งหนึ่งกลายเป็น “การทดลองที่สมบูรณ์แบบ” เพื่อเปรียบเทียบการทำงานของเส้นเลือดฝอยกับการทำงานของปั๊ม ริโก-เกวารากล่าว นกชนด้านหนึ่งของลิ้นกับท่อป้อนอาหาร และร่องที่บีบของลิ้นเปิดออกก่อนเวลาอันควรก่อนที่จะสัมผัสน้ำหวาน ในกรณีนี้ น้ำหวานทำให้เกิดเส้นเลือดฝอยเพิ่มขึ้นตามปกติ แต่เคลื่อนตัวช้ากว่าน้ำหวานในร่องที่อยู่อีกฟากหนึ่งของลิ้นที่โผล่ออกมาในภายหลัง
เพื่ออธิบายกระบวนการนี้ ผู้เขียนร่วม Tai-Hsi Fan ผู้ศึกษาของเหลว ได้พัฒนาแนวคิดของลิ้นรองเท้าว่าเป็นปั๊มไมโครแบบยืดหยุ่น ด้วยการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ เขาคาดการณ์รายละเอียดต่างๆ เช่น ความเร็วในการดูดน้ำหวาน “เราค่อนข้างตื่นเต้นที่ตัวแบบทางคณิตศาสตร์จะจับคู่ข้อมูลได้อย่างไร” จากวิดีโอ Rubega กล่าว
คิมกล่าวว่าวิดีโอที่ใช้ในการพัฒนาแบบจำลองคาปิลลารี-กาลักน้ำแสดงให้เห็นเฉพาะน้ำหวานที่เพิ่มขึ้นในร่องลิ้นที่เปิดอยู่แล้ว แม้แต่ในรูปแบบปิดร่องแบบใหม่ “ฉันคิดว่าแรงของเส้นเลือดฝอยยังทำงานอยู่” คิมกล่าว แรงที่โมเลกุลของน้ำจับกันอาจอธิบายได้ว่าทำไมร่องลิ้นที่เปียกและถูกบีบอัดจึงปิดสนิทจนกว่าลิ้นจะจุ่มลงในน้ำหวาน ในโมเดลใหม่ น้ำหวานไม่ได้ลอยขึ้นเหมือนน้ำในหลอดทดลองขนาดเล็ก แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าเส้นเลือดฝอยไม่เกี่ยวข้อง เขากล่าว
