Điều gì giúp cá heo bơi cực nhanh?
Cá heo là tay bơi lặn cừ khôi của biển cả. Với tốc độ lên tới 15 m/giây, nó có thể bỏ xa nhiều loại tàu thủy và tàu lặn thông thường. Cơ chế nào đã gắn “động cơ” mạnh mẽ cho chúng?
Một vật thể muốn bơi nhanh phải có hình giọt nước để giảm tối đa lực cản do nước gây ra. Nhưng ngay cả trong trường hợp đó, bề mặt tiếp xúc vẫn sinh ra ma sát. Nếu vật chuyển động chậm, lực cản của nước còn nhỏ. Nhưng khi vật chuyển động nhanh, mức độ hỗn loạn của nước trên bề mặt tiếp xúc cũng tăng lên, khiến lực cản tăng vọt. Khi chạy ở tốc độ cao, một tàu lặn vỏ bọc thép phải tiêu tốn tới 90% năng lượng chỉ để khắc phục sức cản của nước.
Sau nhiều nghiên cứu, các nhà khoa học cho biết nếu bề mặt vật thể có độ mềm phù hợp, với những chỗ lồi lõm rất nhỏ có khả năng hấp thu và triệt tiêu khéo léo sự hỗn loạn trên mặt tiếp xúc, thì vật thể có thể chuyển động nhanh hơn. Vì vậy, họ giả thuyết rằng sở dĩ cá heo bơi nhanh là nhờ lớp da có cấu tạo đặc biệt, giúp giảm tối đa lực cản của nước.
Khi giải phẫu cá heo, các nhà khoa học phát hiện bề mặt da của nó chia làm ba lớp: màng ngoài bằng chất sừng nhẵn và rất mỏng, tiếp đến là biểu bì và chân bì. Trên chân bì mọc ra vô số mấu ruột rỗng, tựa như những ống tròn nhỏ “cắm” trong lớp biểu bì màu đen. Những ống này có tính đàn hồi rất tốt, có thể triệt tiêu phần lớn lực cản của nước, nhờ đó cá heo di chuyển dưới đại dương với tốc độ đáng nể.
Mô phỏng cấu trúc da cá heo, con người đã chế tạo ra một loại cao su đặc biệt, giàu tính đàn hồi. Bên trong nó có vô số ống ruột rỗng nhỏ và có các đường ống thông giữa những ống rỗng này, dẫn một loại dịch nhớt chảy lên bề mặt. Kết quả là trên bề mặt cao su hình thành một màng mỏng, trơn nhẵn, có sức co giãn, giúp giảm lực ma sát với nước. Nhờ vậy, tàu ngầm phủ loại màng này có thể giảm bớt lực cản do dòng nước sinh ra.
