งูพิษ งูเหลือม และงูเหลือมต่างใช้การมองเห็นด้วยแสงอินฟราเรดเพื่อค้นหาเหยื่อของพวกมัน แต่ยังไม่ทราบแหล่งที่มาที่แท้จริงของสัมผัสที่หกที่ลื่นไถลนี้ ขณะนี้ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฮูสตันในสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับวิธีการที่เซลล์ในอวัยวะเฉพาะของงูเปลี่ยนรังสีอินฟราเรดเป็นสัญญาณไฟฟ้า นอกจากจะช่วยไขปริศนาที่มีมายาวนานในชีววิทยาของงูแล้ว
งานวิจัยนี้
ยังช่วยในการพัฒนาทรานสดิวเซอร์เทอร์โมอิเล็กทริกจากโครงสร้างที่อ่อนและยืดหยุ่นได้ แทนที่จะเป็นผลึกแข็ง งูบางสายพันธุ์สามารถสร้างภาพความร้อนของวัตถุที่อุ่นกว่าสภาพแวดล้อมได้อย่างแม่นยำจนน่าตกใจ ตัวอย่างเช่น งูพิษในบ่อสามารถตรวจจับแสงอินฟราเรด (IR) ที่ความยาวคลื่น
ระหว่าง 50 นาโนเมตรถึง 1 มม. ซึ่งแปลงเป็นช่วงความถี่ระหว่าง 1.8 THz ถึง 2.5 PHz ความสามารถในการตรวจจับความร้อนนี้ช่วยให้พวกมันสามารถล่าเหยื่อเลือดอุ่น เช่น นกและสัตว์ฟันแทะได้แม้ในความมืดสนิท และนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามันมาจากโครงสร้างในหัวที่ทำหน้าที่เป็น “เสาอากาศ”
สำหรับรังสีอินฟราเรด โครงสร้างนี้เรียกว่า ออร์แกนหลุม เป็นโพรงกลวงที่มีความหนาประมาณ 10 ถึง 15 มม. ห่อหุ้มด้วยเยื่อบางที่มีพื้นที่ผิวประมาณ 30 มม. 2 ความเป็นไปได้ของไพโรอิเล็กทริกแม้จะมีการศึกษาอย่างกว้างขวาง แต่กลไกที่แม่นยำซึ่งอวัยวะในหลุมแปลงรังสีอินฟราเรดเป็นสัญญาณไฟฟ้า
ที่ประมวลผลได้ยังคงเป็นที่ถกเถียงกัน หัวหน้าทีมกล่าว ตอนนี้เขาและเพื่อนร่วมงานได้สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อทดสอบทฤษฎีที่ว่าเซลล์ภายในเมมเบรนของอวัยวะในหลุมนั้นเป็นไพโรอิเล็กทริก ซึ่งก็คือสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวเมื่อได้รับความร้อนหรือเย็นลง
ความคิดนี้ค่อนข้างขัดแย้ง เนื่องจากก่อนหน้านี้เคยคิดว่าการใช้ไฟฟ้าแบบไพโรอิเล็กทริกจำกัดเฉพาะวัสดุที่แข็ง เช่น คริสตัล วัสดุเหล่านี้มีขั้วไฟฟ้าตามธรรมชาติและมีสนามไฟฟ้าขนาดใหญ่ เมื่อพวกมันเปลี่ยนอุณหภูมิ ตำแหน่งของอะตอมก็จะเปลี่ยนไปเล็กน้อยเช่นกัน การเปลี่ยนตำแหน่งนี้จะเปลี่ยน
โพลาไรเซชัน
ซึ่งจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวทั่วทั้งวัสดุ ถ้าอุณหภูมิคงที่ที่ค่าใหม่ แรงดันไฟฟ้าไพโรอิเล็กตริกจะค่อยๆ ลดลงเนื่องจากกระแสไฟรั่ว เพื่อแสดงให้เห็นว่าเซลล์งูยังสามารถทำหน้าที่เป็นวัสดุไพโรอิเล็กทริกได้ นักวิจัยใช้วิธีการจากกลศาสตร์ความต่อเนื่องของสสารอ่อนไปจนถึงสนามไฟฟ้าคู่
และความเครียดจากการขยายตัวทางความร้อน พวกเขายังคำนึงถึงคุณสมบัติของวัสดุ เช่น โมดูลัสยืดหยุ่นและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของเซลล์ เมื่อใช้ข้อมูลเหล่านี้ นักวิจัยคำนวณว่าจากการตอบสนองแบบไพโรอิเล็กทริกของเซลล์อวัยวะในหลุม งูเหลือมและงูพิษ
ควรจะสามารถตรวจจับความแตกต่างของอุณหภูมิที่ระดับมิลลิเคลวินได้ ซึ่งดีกว่าเซ็นเซอร์ความร้อนที่มนุษย์สร้างขึ้น และจากข้อมูลของ Sharma แสดงว่างูสามารถรับรู้ถึงการมีอยู่ของสัตว์ที่มีอุณหภูมิอุ่นกว่าสภาพแวดล้อมเพียง 10 องศา แม้ว่าจะปรากฏเพียงครึ่งวินาทีที่ a ห่างออกไป 40 เซนติเมตร
การคำนวณที่คล้ายกันสำหรับงูหางกระดิ่งและงูเหลือมบ่งชี้ว่าพวกมันสามารถแสดงความสามารถเดียวกันที่ 100 ซม. และ 30 ซม. ตามลำดับ ผลลัพธ์ทั้งสามสอดคล้องกับการวัดทางสรีรวิทยาในเชิงคุณภาพการประยุกต์ใช้กับวัสดุสังเคราะห์ ผลงานชิ้นใหม่นี้แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างที่อ่อนและยืดหยุ่น
สามารถแสดงพลังงานไฟฟ้าได้ โครงสร้างดังกล่าว อธิบายว่ามีประจุไฟฟ้าคงที่และเสถียรฝังอยู่ซึ่งไม่รั่วไหลออกมา พวกเขายังสามารถเปลี่ยนรูปร่างและขนาดได้และไวต่ออุณหภูมิ ขณะนี้นักวิจัยกำลังทำการทดลองเบื้องต้นเกี่ยวกับวัสดุสังเคราะห์ที่อ่อนนุ่มซึ่งมีลักษณะคล้ายกับอวัยวะในหลุมของงู
ผลของการทดลองเหล่านี้อาจยืนยันแบบจำลองใหม่ได้ แม้ว่าการวิจัยเพิ่มเติมจะยังคงมีความจำเป็นเพื่อพิสูจน์ว่ากลไกที่เสนอนั้นเกิดขึ้นในเซลล์ของงูจริงๆ การศึกษาทางชีววิทยาก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่าช่องโปรตีนที่เรียกว่า TRPA1 มีส่วนเกี่ยวข้อง แต่ก็ยังไม่ชัดเจนว่าช่องเหล่านี้อาจเกี่ยวข้องกับโมเดลใหม่
ได้อย่างไร
“เมื่อใช้แบบจำลองนี้ ฉันสามารถสร้างวัสดุเทียมที่อ่อนนุ่มซึ่งมีคุณสมบัติเป็นไพโรอิเล็กทริกได้อย่างมั่นใจ ซึ่งไม่ต้องสงสัยเลย” “และเราค่อนข้างมั่นใจว่าเราได้ค้นพบวิธีแก้ปัญหาที่งูเหล่านี้มองเห็นในความมืดได้อย่างน้อยส่วนหนึ่ง” ตอนนี้พวกเขาได้พัฒนาแบบจำลองนี้แล้ว เขากล่าวเสริมว่า
นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ สามารถทำการทดลองเพื่อยืนยันหรือหักล้างทฤษฎีของตนเกี่ยวกับความสามารถในการรับรู้อินฟราเรดของงูได้ นักวิจัยซึ่งรายงานผลงานของพวกเขา กล่าวว่าขณะนี้พวกเขาวางแผนที่จะประดิษฐ์วัสดุอ่อนตามสั่งที่มีพิโรอิเล็กทริกสูง ในขณะเดียวกันก็แสดงให้เห็น
การรักษาทางทฤษฎีโดยละเอียดของกลไกกรรไกรทำนายว่า “ความน่าจะเป็นของการเปลี่ยนแปลงที่ลดลง” (ซึ่งแปรผกผันกับอายุการใช้งานของสถานะในแถบ) เป็นสัดส่วนกับกำลังสองของส่วนประกอบของโมเมนต์ไดโพลแม่เหล็กของนิวเคลียส, µ, ซึ่งตั้งฉากกับเวกเตอร์โมเมนตัมเชิงมุมทั้งหมด
ส่วนประกอบของโมเมนต์ไดโพลนี้มีขนาดเล็กเมื่อมุมระหว่างเวกเตอร์โมเมนตัมเชิงมุมของนิวตรอนและโปรตอนมีขนาดเล็ก อย่างไรก็ตาม เมื่อเวกเตอร์ทั้งสองเปิดขึ้น ส่วนประกอบนี้จะใหญ่ขึ้นและความน่าจะเป็นในการเปลี่ยนแปลงที่ลดลงจะเพิ่มขึ้นเมื่อโมเมนตัมเชิงมุมทั้งหมดลดลง
คำทำนายนี้ได้รับการยืนยันเมื่อเร็วๆ นี้โดยการทดลองโดยใช้อาร์เรย์แกมมาสเฟียร์ โดยวางกลไกกรรไกรไว้บนพื้นฐานการทดลองที่มั่นคง (รูปที่ 4d) เป็นเรื่องง่ายที่จะดูว่าสามารถระบุการวางแนวของนิวเคลียสที่ผิดรูป (หรือโมเลกุลไดอะตอมมิกของดัมเบล) ได้อย่างไร แต่มันไม่ง่ายเลยที่จะกำหนดทิศทาง
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
