El Mecanismo de adhesivo y la estructura de ventosas del pulpo.
Resumen ventosas del pulpo consisten en una serie apretada tridimensional de músculo con tres orientaciones principales de la fibra muscular: 1) los músculos radiales que atraviesan la pared, 2) músculos circulares dispuestas circularmente alrededor de la ventosa, y 3) los músculos meridional orientado perpendicular a la circular y músculos radiales. El lechón también incluye las capas interna y externa de tejido conjuntivo fibroso y una serie de cruzadas fibras del tejido conectivo incrustada en la musculatura. Adhesión resultados de la reducción de la presión dentro de la cavidad de bombeo. Esto puede lograrse mediante la matriz de tres dimensiones del funcionamiento del músculo como un músculo-hidrostato. La contracción de los músculos radiales adelgaza la pared, lo que aumenta el volumen cerrado del matalote. Si el bombeo se sella con una superficie de la cohesión de agua se resiste a esta expansión. Por lo tanto, la presión del agua disminuye en lugar cerrado. Los músculos meridional y circulares antagonizar los músculos radiales. Las fibras cruzadas del tejido conectivo puede almacenar energía elástica, proporcionando un mecanismo económico para el mantenimiento de apego durante períodos prolongados. Las mediciones utilizando en miniatura de empotrar transductores de presión muestran que los retoños pueden generar presiones hidrostáticas por debajo de 0 kPa en superficies mojables, pero no puede hacerlo en superficies no humectable. Por lo tanto, la cavitación, la falta de agua en la tensión, puede limitar la fuerza de unión de los retoños. A medida que aumenta la profundidad, sin embargo, la cavitación dejará de ser limitante ya que aumenta la presión ambiental con la profundidad, mientras que el umbral de la cavitación no se modifica. Las diferencias estructurales entre los retoños determinará entonces la fuerza de fijació INTRODUCCIÓN Los pulpos utilizan los retoños de una notable variedad de tareas, como el cuerpo de anclaje al sustrato, manteniendo la presa, la locomoción, la limpieza de las maniobras, el reconocimiento chemotactile, muestra de conducta, y la manipulación, muestreo y recolección de objetos ( Packard, 1988 ). Los lechones son capaces de unir a una gran diversidad de objetos. apego fuerte se puede lograr no sólo en grandes superficies planas, sino también en superficies irregulares y en los objetos más pequeños que un tonto solo. Además de la adhesión sobre la base de succión, el borde de la ventosa se puede doblar a cada lado para encerrar y filamentos delgados y hojas de mango. En esta revisión, primero describiremos la morfología de las ventosas con especial atención a la forma general de la ventosa y la disposición de la musculatura y los tejidos conectivos.Vamos a analizar esta morfología del punto de vista de la biomecánica con el fin de explicar cómo los retoños mantener un sello sobre un objeto o substrato y cómo se generan las presiones sub-ambientales necesarias para la fijación. A continuación, estudiará cómo las propiedades físicas del agua y, potencialmente, afectar a limitar este mecanismo de adhesión.Este análisis de las ventosas del pulpo ayuda a aclarar los principios de diseño que son relevantes para el desarrollo potencial de los dispositivos de ingeniería humana aspiración de adhesión. ESTRUCTURA DE BOMBEO Bruto morfología
El siguiente resumen de la estructura de bombeo se basa en observaciones de joubini Pulpo, Octopus maya, bimaculoides Pulpo / bimaculatus (Ver Pickford (Ver Pickford y McConnaughey [1949] para obtener más información sistemática), y cirrosa Eledone. La morfología y función de los retoños se encontró que era similar en las especies examinadas (véase Kier y Smith, 1990 ). El disco-como la porción expuesta de la ventosa se denomina infundíbulo ( Girod, 1884 ) ( Fig. 1. ). Cuando la ventosa se activa el infundíbulo se aplastó contra la superficie del objeto al que el lechón se adjunta. La superficie del infundíbulo conlleva una serie de crestas y surcos radiales ( Fig. 2. ). Está cubierta por una cutícula quitinosa, o los forrados de bombeo que fue derramada en forma periódica y continuamente renovada ( Girod, 1884 ; Naef de 1923 , Nixon y Dilly, 1977 ; Packard, 1988 ). Una llanta de la dermis suelta y plegada y rodea el epitelio del infundíbulo y está separada de ella por una ranura circunferencial. El borde del epitelio suelta a su vez está rodeada por una zona de epitelio que incluye células con inclusiones que tienen las características de tinción de polisacáridos típica de moco ácido moluscos ( Kier y Smith, 1990). 1990). En el centro del infundíbulo es un orificio que se abre en una cavidad esférica de aproximadamente denomina acetábulo ( Girod, 1884 ) ( Figs. 2 , 3 ). La cutícula quitinosa que cubre el infundíbulo se extiende y cubre la superficie interna del acetábulo. La cutícula se desprende de la infundíbulo y el acetábulo al mismo tiempo c omo una sola unidad. Los retoños se une al brazo por una base muscular corto. La base es capaz de rotar el lechón entero en cualquier dirección y alargándose hasta el doble de su longitud de reposo. Además del papel que juegan las bases muscular en la orientación de ventosas para la adhesión a un objeto, pulpos utilizan con frecuencia los retoños de "caminar" un brazo individuales a lo largo del sustrato o para pasar los alimentos u otros objetos por el brazo. En este comportamiento, un lechón individuales se extiende hacia delante, se une al objeto o sustrato, gira hacia atrás, doblando la base muscular, y luego se separa para repetir el ciclo. Sucker
musculatura
La musculatura de la pared del acetábulo y el infundíbulo, llamada la musculatura intrínseca de bombeo, consiste en una apretada, en tres dimensiones matriz sólida de músculo ( Girod de 1884 , Guérin, 1908 ; Kier y Smith, 1990 ; Nachtigall, 1974 ; Niemiec de 1885 ; Tittel, 1961 ,1964 ). No hay elementos esqueléticos o espacios llenos de líquido están presentes en la pared de bombeo. El techo del acetábulo se compone principalmente de fibras musculares radiales (Fig. ( Fig. 3. ). Las fibras musculares radiales se extienden a través del espesor del techo acetabular, perpendicular a la superficie interior y exterior. Las fibras musculares radiales tienen su origen y la inserción de cápsulas de tejido conectivo que cubre la superficie interior y exterior de la pared del acetábulo. Además de las fibras musculares radiales, el techo del acetábulo incluye meridional haces de fibras musculares que son adyacentes a la superficie exterior del techo acetabular y se extienden entre las fibras musculares radiales ( Fig. 3. ). Las fibras meridionales irradian desde un punto en la cima del techo del acetábulo similar a las líneas de longitud, que rodea la musculatura radial y se extiende hacia abajo a una capa de tejido conjuntivo presente en la frontera entre el acetábulo y el infundíbulo. La musculatura de la pared del acetábulo se ha similares fibras radiales y paquetes meridional.Además, una serie de haces musculares circunferencial están presentes en la pared del acetábulo ( Fig. 3. ). Estos haces musculares circunferencial están orientadas en paralelo a la superficie del infundíbulo. Un paquete especialmente sólida de las fibras musculares circunferencial se observa adyacente a la superficie interna y forma un músculo del esfínter grandes a nivel del orificio estrecho que conecta el acetábulo y el infundíbulo. Un menor, el esfínter secundaria se observa en el mismo nivel, pero cerca de la pared exterior. La musculatura de la pared del infundíbulo es similar a la del acetábulo. Una matriz sólida del músculo radial es la característica predominante. Las fibras musculares radiales se extienden entre una serie de haces musculares circunferencial que se encuentran adyacentes a la superficie interna de la pared infundibular. Meridional paquetes musculares también están presentes en el infundíbulo y se extienden desde su origen en una capa de tejido conectivo entre el infundíbulo y el acetábulo a irradiar hacia el borde del infundíbulo. Los retoños se unen a los brazos de una serie de haces musculares extrínsecos. Estos músculos se originan en una capa de tejido conectivo que rodea la musculatura del brazo y se extienden hasta converger en el bombeo y de inserción en la cápsula de tejido conectivo externa del acetábulo a nivel del
músculo del esfínter. Una capa de músculo dispuestos circunferencial rodea los haces musculares extrínsecos, formando un esfínter (véase Kier y Smith, 1990 ). Es probable que los haces musculares extrínsecos doblar la base y orientar el lechón por la contracción selectiva de un conjunto o grupo de paquetes en un lado. La base puede ser alargado por la contracción de la capa muscular circunferencial, y acortado por la contracción simultánea de los haces musculares extrínsecos. Sucker
tejidos conectivos
La musculatura de bombeo está encerrado en su superficie interior y exterior de hojas de fibras de tejido conjuntivo que forma una cápsula de tejido conectivo interno y externo. Las fibras de las cápsulas son altamente birrefringente y muestran las características típicas de tinción de colágeno. Los cortes histológicos que se alimentan de la capa de tejido conectivo mostrar el resultado de que se compone de fibras dispuestos en una matriz de fibra de cruzados (véase el Kier y Smith, 1990 ). La cápsula externa de tejido conectivo se extiende hacia abajo y penetra en la pared de bombeo en el nivel de los músculos del esfínter. La extensión de la cápsula de tejido conectivo externo que rodea el infundíbulo es más delgada que la parte que cubre el acetábulo. La musculatura del techo del acetábulo incluye intramuscular cruzó las fibras del tejido conectivo que se disponen oblicuamente a las fibras musculares radiales y se extienden desde el interior de las cápsulas de tejido conectivo exterior. Las fibras son birrefringentes y tienen características típicas de tinción de colágeno. Ellos son una reminiscencia de las fibras del tejido conectivo intramuscular descrito anteriormente en el manto ( hueso et al 1981., ;Gosline y Shadwick de 1983 un , b , Thompson y Kier, 2001 a ) y las aletas ( Kier, 1989 ; Kier et al. , 1989 ; Johnsen y Kier, 1993 ) de los calamares y sepias. Estos intramuscular cruzó fibras de tejido conjuntivo no se observan en la pared del acetábulo, o en la pared infundibular. Una sólida banda en particular de las fibras del tejido conectivo intramuscular se encuentra en el límite entre la pared y el techo acetabular acetabular ( Fig. 3. ). BIOMECÁNICA DE BOMBEO Función
de la musculatura de bombeo
El mecanismo básico de unión de succión es sencillo, el lechón forma un sello en el borde y reduce la presión en la cavidad acetabular. La fuerza de fijación de la ventosa (perpendicular a la superficie) es el producto del área de fijación y la diferencia de presión entre la presión ambiental y la presión dentro del lechón. Por lo tanto, para describir el mecanismo de fijación, que debe describir tanto la cantidad de presión se puede reducir en el acetábulo y la forma de un sello se pueden formar con la superficie de unión. Reducción de la presión de la cavidad acetabular se basa en un mecanismo muscular que se ha observado anteriormente en una interesante gama de estructuras de animales, incluidos los brazos y tentáculos de los cefalópodos, las lenguas de los mamíferos y lagartos, y los troncos de los elefantes (véase Kier y Smith, 1985 ; Smith y Kier, 1989 ). Estas estructuras, como el lechón, carecen de los elementos esqueléticos endurecido internas o externas y las grandes cavidades llenas de líquido que caracterizan soporte esquelético en los animales y otros órganos. En estas estructuras, llamadas "músculo-hidrostatos," la musculatura tanto genera la fuerza y proporciona el apoyo para el movimiento. El mecanismo depende del hecho de que el músculo es esencialmente incompresible a presiones fisiológicas y muestra pocos cambios en el volumen sobre la contracción. Esto significa que la reducción por la contracción muscular de una de las dimensiones de un músculo-hidrostato debe dar lugar a la elongación de otra dimensión. Desde músculo-hidrostatos suelen tener las fibras musculares dispuestas para controlar las tres dimensiones, una gran variedad de movimientos se pueden producir y las fibras musculares de una orientación determinada puede antagonizar los de las otras orientaciones. Para entender cómo funciona este mecanismo se puede utilizar para reducir la presión en la cavidad acetabular del lechón, en primer lugar considerar un caso hipotético de un tonto que no se cierra al sustrato. La contracción del músculo radial de la pared acetabular genera una fuerza que tiende a disminuir el espesor de la pared. Puesto que la pared se compone de músculo sólido y el tejido conectivo, su volumen es prácticamente constante. Esto significa que el adelgazamiento de la pared debe dar lugar a una expansión de la superficie del acetábulo, lo que aumenta el volumen de la cavidad acetabular y causando que el agua fluya hacia la cavidad a través del orificio de una manera análoga a la expansión y la reposición de la cavidad del manto de calamar por la contracción de las fibras musculares radiales ( hueso et al 1981., ; Gosline et al 1983., ; MacGillivray et al 1999., ; Thompson y Kier, 2001 a , b ; Ward, 1972; Ward y Wainwright, 1972 ). Sin embargo, si el lechón se sella a una superficie, la cohesión del agua en la cavidad acetabular se resiste a la expansión significativa y una disminución de la presión en la cavidad va a equilibrar la fuerza expansiva generada por el músculo radial de la pared acetabular. El módulo de volumen de agua a alta significa que el agua encerrada en la cavidad acetabular se comporta mecánicamente como un sólido en tensión (ver Denny, 1988 ;Kier y Smith, 1990 ; Smith, 1991 , 1996 ). Hacemos hincapié en que, aunque el módulo de volumen de agua a alta es más comúnmente discutidos con referencia a situaciones donde el agua se coloca en la compresión, el módulo de la tensión es prácticamente idéntica (véaseHayward, 1971 ). ¿Cómo puede la musculatura radial del acetábulo se antagoniza? Dado que la contracción del músculo radial aumenta la circunferencia del acetábulo puede ser antagonizado por el músculo que disminuye la circunferencia. Tanto los haces musculares meridional y los haces de músculo circular del acetábulo, previa contracción, disminución de la circunferencia y por lo tanto aumentar el espesor de la pared acetabular. La
formación de la junta por el infundíbulo
La formación de un sello hermético requiere que el infundíbulo ser flexible y diestro con el fin de cumplir con la gran variedad de formas y texturas de los objetos a los que conceden las ventosas. Al igual que en el acetábulo, los movimientos y las deformaciones del infundíbulo se basan en un mecanismo muscular hidrostática. La contracción de los resultados del músculo radial en el adelgazamiento de la pared infundibular y la expansión radial de la superficie infundibular. Los músculos radiales están antagonizado por los músculos meridional que, tras la contracción, disminuir el área de la circunferencia y la superficie del infundíbulo.contracción simultánea de los músculos meridional y radial probablemente se aplana la superficie infundibular y se dobla el borde del infundíbulo hacia el acetábulo. La contracción de los haces musculares del infundíbulo circunferencial constriñe a una forma cónica. Un mecanismo muscular hidrostática es particularmente ventajoso para la función del infundíbulo en la formación de un sello con el sustrato. Con el control neuromuscular adecuado, muy localizada y curvas complicadas y deformaciones se pueden producir en cualquier lugar ( Graziadei, 1962 ; Graziadei y Gagne, 1976 a , b ; Kier y Smith, 1990 ). De este modo, el infundíbulo de cerca puede que coincida con el contorno de la superficie y el epitelio suelto del borde que rodea el infundíbulo lo que puede proporcionar el cierre hermético. La producción de moco por el epitelio que rodea el borde también puede ser importante en la prestación de un cierre hermético. El mantenimiento de la presión debajo del ambiente en el infundíbulo
Si un pulpo se induce a fijar sus ventosas a un objeto cubierto con una fina capa de cera dental de la impresión, las impresiones de las ventosas en la cera se puede observar en la superficie del objeto ( Kier y Smith, 1990 ). Las impresiones son del infundíbulo completo, incluyendo el borde exterior delgada. Nosotros interpretamos estas observaciones como prueba de que la superficie entera del infundíbulo es la fuerza aplicada al sustrato durante la colocación, lo que implica que la presión debajo del ambiente producida por el acetábulo es de algún modo de transmisión radial en el infundíbulo hasta el borde exterior, donde la junta está formada por la floja epitelio. ¿Cómo podría la presión de ser transmitidas a través del infundíbulo? El infundíbulo incluye una serie de ranuras radiales que se extienden desde el centro del infundíbulo de la llanta ( Fig. 2. ). Además, el examen de la cutícula quitinosa que cubre la superficie del infundíbulo ( . Fig. 4) revela una notable variedad de pequeños ganchos o "dentículos" ( Kier y Smith, 1990 ; Nixon y Dilly, 1977 ). En Pulpo bimaculoides / bimaculatus los dentículos son aproximadamente 3-4 micras de diámetro. Cuando la ventosa se adjunta, es probable que las puntas del resto dentículos en la superficie. Estos
dentículos, en combinación con las ranuras radiales, proporcionar una red interconectada lleno de agua de los espacios que pueden transmitir la presión sub-ambiente en la cavidad del acetábulo hacia el borde de la ventosa, estableciendo así una diferencia de presión en toda el área del infundíbulo. Es probable que esta diferencia de presión genera la fuerza de presión del infundíbulo contra el sustrato. En archivo adjunto, un tonto no sólo debe resistir las fuerzas perpendiculares que tienden a elevar el bombeo de la superficie sino que también debe resistir a las fuerzas de cizallamiento que tienden a deslizarse el paralelo de bombeo a la superficie ( Denny, 1988 ). De hecho, los pulpos se observan con frecuencia a ejercer la fuerza sobre los objetos con los brazos alineados en paralelo a la línea de la fuerza. Los dentículos por tanto, puede desempeñar una función adicional de mejora de la fricción entre la llanta y la superficie. El uso constante de esta fricción puede ser una de las razones por las que los revestimientos de bombeo se caen periódicamente. proyecciones pequeñas o dentículos también son comúnmente observados en los retoños de una variedad de otros animales, incluyendo los retoños del pejesapo, lumpsuckers y otros vertebrados acuáticos ( Arita, 1967 ; Verde y Barber, 1988 ; Hora, 1930 ; Nachtigall, 1974 ) y en renacuajos ( Gradwell, 1973 ; Inger, 1966 ). Aunque su papel en la prestación de fricción en la resistencia contra las fuerzas de corte se ha señalado anteriormente, su posible papel en la transmisión de la presión ambiente sub-al borde de bombeo no ha sido destacado ( Kier y Smith, 1990 ). Adjunto
durante períodos prolongados
Mientras que el mecanismo muscular hidrostática que hemos descrito anteriormente es un medio eficaz de generar grandes diferencias de presión entre la presión ambiental y la presión dentro del lechón, que parece requerir la contracción muscular constante. Sin embargo, es común observar un pulpo permanecer unidos a la pared de un acuario o sostener un objeto durante muchas horas. Este accesorio extendida puede implicar que los retoños poseen un mecanismo de almacenamiento de energía elástica que podría utilizarse para mantener las presiones sub-ambiente en el bombeo sin necesidad de la actividad muscular significativa. La vía intramuscular cruzó fibras de tejido conjuntivo observado en el techo acetabular puede proporcionar un mecanismo para almacenar energía elástica y el mantenimiento de presión reducida en las ventosas para la fijación a largo plazo. Al igual que en el manto (véase el huesoy otros 1981., ; Gosline y Shadwick de 1983 un , b , Thompson y Kier, 2001 a ) y aletas (véaseKier, 1989 ; Kier et al 1989., , Johnsen y Kier, 1993 ) de calamares, las fibras del tejido conectivo intramuscular de la ventosa se tensa, si se aplica una fuerza a la azotea de bombeo que provoca su espesor a ser aumentada. Dado que las fibras de colágeno son, tienen alta resistencia y por lo tanto es probable que se puede almacenar energía de deformación significativa. Si la fuerza que espesa el techo acetabular se quita, la energía de deformación almacenada en las fibras ejerce una fuerza que adelgazan el techo y se tiende a ampliar la cavidad acetabular. Por lo tanto, el apego a largo plazo con las ventosas se puede proporcionar si el techo acetabular es la primera engrosada por la contracción de los músculos meridional y circular, almacenando energía elástica en las fibras intramuscular, seguido de la aplicación de la ventosa al objeto o sustrato, formando una sello. Tras la relajación de los músculos meridional y circulares, la energía almacenada en las fibras intramuscular ejercerá una fuerza que tiende a diluir la pared, lo que reduce la presión en la cavidad acetabular de una manera similar a la descrita anteriormente para las fibras musculares radiales. Al igual que en el caso de la adhesión de aspiración por la contracción muscular, el módulo de compresibilidad alta del agua llenando el lechón significa que el cambio de volumen en la cavidad acetabular durante este proceso se espera que sea muy pequeña. LAS PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA Y LA FIJACIÓN DE ASPIRACIÓN Cavitación
y las propiedades de tracción de agua
¿Cuáles son las implicaciones de las propiedades físicas del agua para el accesorio de succión en lechones pulpo? Durante la adhesión de la ventosa ejerce una fuerza en expansión. La cohesión de agua se resiste a la fuerza expansiva, lo que resulta en una disminución de la presión. El agua en un tonto por lo tanto se comporta como un sólido en tensión. De hecho, el agua es a menudo descrito como resistencia a la tracción y se rompe cuando la presión cae al «umbral de cavitación. En el umbral de la cavitación, burbujas microscópicas bruscamente crecer sin restricciones en un proceso conocido como cavitación ( Pickard, 1981 ; Smith, 1991, 1996 ). Gran parte de la literatura previa sobre la adhesión de succión no considera las implicaciones de las propiedades de tracción de agua para la adhesión de aspiración y por lo tanto se supone que los retoños son incapaces de producir presiones inferiores a la de un vacío, 0 kPa. Este es un tema crucial, ya que en última instancia, la fuerza de conexión (generalmente expresado como la tenacidad o fuerza por unidad de superficie de fijación) depende de la diferencia entre la presión ambiental y la presión en la cavidad interna de la ventosa. Si el agua en un tonto puede soportar presiones negativas, y si la musculatura de la ventosa es capaz de generar la fuerza para producir presiones negativas, entonces la fuerza potencial de un archivo adjunto de bombeo es mayor de lo que se reconoce ( Kier y Smith, 1990 ; Smith, 1.991 ). Las mediciones de las propiedades de tracción de las muestras de agua de mar (del mar o de la vivienda acuarios pulpos) con un tubo de aparatos Z (ver Briggs, 1950 ; Smith, 1991 ) demuestran que el agua contenida en un lechón pulpo de hecho pueden sostener las presiones negativas a pesar de los umbrales de la cavitación de las muestras de agua de mar son muy variables ( Fig. 5. ; Smith, 1991 ). Además, las características de la superficie de contacto con el medio afecta el umbral de la cavitación, los umbrales de la cavitación del agua de mar son mucho más negativos en las superficies de humectable en superficies no mojable ( Smith, 1991 , 1996 ). De hecho, la cavitación en humectable superficies no se produce constantemente en o ligeramente por encima de 0 kPa ( Smith, 1991 , 1996 ). Aunque los experimentos descritos anteriormente demuestran que las muestras naturales de agua de mar puede soportar importantes presiones negativas antes de cavitación, que se aproveche de esta tenacidad mayor potencial, ventosas de pulpo debe ser capaz de generar presiones negativas. Los experimentos utilizando una sonda con un transductor de presión montado a ras para medir la presión en los retoños individuales demostrar que el pulpo de hecho puede generar presiones negativas ( Smith, 1991 , 1.996 ). En superficies muy humectable, presiones negativas se produjeron en casi todas las pruebas, y el fracaso no parecen ser el resultado de la cavitación ( la figura. 6A ). Las presiones van desde 0 hasta -65 kPa (100 a 165 kPa de la diferencia de presión a nivel del mar). Con menos superficies mojables, causó el fracaso de la cavitación abrupta de los datos adjuntos con mucha más frecuencia ( Fig.. 6B ). En todas las superficies, las presiones producidas por los retoños emparejado predicciones basadas en las mediciones de Z-tubo del umbral de la cavitación. Por lo tanto, ventosas de pulpo puede producir presiones negativas, pero los límites de la cavitación estas presiones a una amplia predecible ( Smith, 1991 , 1996 ). El efecto de profundidad en la fuerza de unión
La fuerza de unión de un lechón depende de la diferencia entre la presión ambiental y la presión del agua rodeada por la ventosa. Las mediciones con el Z-tubo mostró que la cavitación en la mayoría de las superficies marinas se producirá en las presiones entre 0 y -100 kPa ( Smith, 1996 ). Este resultado implica que, a nivel del mar (presión atmosférica = 100 kPa), la cavitación normalmente limita un lechón a un diferencial de presión máxima de 100 a 200 kPa. Sin embargo, la presión ambiente aumenta en 100 kPa para cada 10 m de profundidad, por lo que el diferencial de presión máxima que se pueden crear antes de alcanzar el umbral aumenta en consecuencia la cavitación (ver Smith et al 1993., ; Smith, 1996). ventosas del pulpo
puede tomar ventaja de este hasta un punto. Durante cuatro especies diferentes pruebas en las superficies donde la cavitación no se limita, el diferencial de presión varió desde 100 hasta 270 kPa ( Smith, 1991 , 1996 ). Es de suponer que su musculatura y la mecánica no son capaces de crear más diferencias de presión. Comparación
de ventosas diferentes
Decápodos (calamares y sepias) retoños difieren estructuralmente de los retoños de pulpo, y esto afecta a su función. retoños decápodos se une al brazo o tentáculo de un tallo fuerte y delgado que se inserta en una estructura central de pistón dentro de un cuerpo rígido cilíndrico que constituye el lechón. Una vez que el lechón se adjunta a un objeto, cualquier fuerza que arrastra el bombeo de la superficie tiende a levantar el pistón. Esto hace que más disminución de la presión en el interior del lechón. Smith (1996) mostró que los retoños de decápodos puede producir diferencias de presión que son varias veces mayor que el generado por ventosas de pulpo. De hecho, Smith (1996) mide las diferencias de presión en los retoños decápodos que eran tan altas como 830 kPa. Esta ventaja de la fuerza sólo es relevante en aguas más profundas, a profundidades de menos de 100 m, la cavitación tenacidad límites. Al nivel del mar, los retoños de decápodos se limitan a las mismas presiones que los pulpos. El costo de este aumento de la fuerza es probable una pérdida de destreza en relación con ventosas de pulpo. Por tanto y octópodo retoños decápodos, los diferenciales de presión máxima muestran una correlación inversa significativa con el tamaño del lechón ( Smith, 1996 ). Las razones de la mayor fuerza de los pequeños retoños, sin embargo, desconocido. Puede ser que el tamaño de bombeo afecta a la capacidad de mantener un sello en el borde. De una manera análoga a la Ley de Laplace para las botellas a presión, tal vez el estrés en la pared del lechón se mantiene la presión reducida es proporcional al radio de los tontos. Hace hincapié en que es posible que el sello no puede por lo tanto ser más bajos en lechones pequeños ( Smith, 1996 ). PERSPECTIVAS PARA LA ADHESIÓN BIOMIMÉTICOS La comprensión de la estructura y función de ventosas de pulpo puede proporcionar ideas para el diseño de los mecanismos de fijación de ingeniería humana aspiración. Ese mecanismo sería atractiva para una diversidad de aplicaciones, ya que podría dar pie apego contundente, pero temporal, a una variedad de superficies y formas. La fuerza de embargo podría ser activa y modula la liberación podría llevarse a cabo inmediatamente. La falta de ingeniería como actuadores de los músculos en la actualidad se opone a diseñar un dispositivo de ingeniería humana que incorpora un mecanismo hidrostático muscular ( Vogel, 1998 ). Una serie de importantes conocimientos sobre los aspectos del diseño, sin embargo puede ser adquirida en el anterior análisis de la estructura y función de ventosas de pulpo. En primer lugar, los mecanismos de succión de ingeniería humana se beneficiarían de la disposición radial del surco, en relación con la matriz dentículo observados en lechones pulpo.Mediante la incorporación de componentes análogos en el diseño de la superficie de bombeo aplica al objeto o sustrato, la presión sub-ambiente podría ser transmitida en el marco toda la superficie, hacia el perímetro de la ventosa artificial. El área más grande de unión resultante de dicha disposición, y la fricción de los dentículos, que probablemente hagan aumentar la fuerza de unión en cortante. En segundo lugar, las propiedades de tracción de agua tienen importantes consecuencias para los mecanismos de fijación de ingeniería humana aspiración. Retoños pueden ser mucho más fuerte bajo el agua, y pueden trabajar sin cambios de forma significativa. La humectabilidad de las superficies interiores de los retoños artificial afectan el umbral de la cavitación del agua cerrado y por lo tanto afectará a las fuerzas de fijación máxima. Si bien puede ser posible para cubrir o renovar la superficie interna para mantener la humectabilidad (y por tanto disminuir el umbral de cavitación) retoños de ingeniería humana aún puede ser limitado por la baja capacidad de humectación de la superficie marina a la que se conceden. La fuerza de fijación máxima tanto, puede ser limitado por el umbral de la cavitación en aguas poco profundas. En aguas profundas, sin embargo, mucho mayores diferenciales de presión podría mantenerse sin la cavitación y por lo tanto en consecuencia las fuerzas superiores archivo adjunto son posibles. Por último, un mecanismo de almacenamiento de energía elástica que podría utilizarse para mantener la presión debajo del ambiente, puede ser de considerable importancia para los mecanismos de succión de ingeniería humana. La incorporación de este mecanismo en el diseño permita una fuente de energía externa para ser utilizado inicialmente en la formación del apego. El tonto podría permanecer unidos durante largos períodos sin necesidad de gasto de energía, suponiendo que un sello a prueba de fugas puede ser formado. De hecho, la formación y el mantenimiento de un sello hermético alrededor del borde es probable que sea uno de los retos importantes del diseño de un lechón de ingeniería humana. Tal vez la llanta deforma con facilidad de epitelio suelto observado en la ventosa de pulpo podría ser un modelo útil para el diseño del mecanismo de sellado.
