På 2000-talet revolutionerade hajdräkten simsporten innan den förbjöds. Dräkten gav simmarna mer lyftkraft och minskade vattenmotståndet. Nu har en grupp med forskare från Harvard närmat sig riktigt hajskinn, med hjälp av en 3D-printer vill de förstå fysiken bakom hajarnas simförmåga.
Hajskinn är intressant för att det inte är slätt. Det består av små fjäll, nästan en tiondels millimeter breda. Stryker man en haj från huvud till ryggfena känns den slät. Från andra hållet är den sträv. Ända sedan 80-talet har forskarvärlden försökt förstå vilka egenskaper som hajen får av sin sträva hud.
Hajskinnet snabbare och energisnålare
Hajen som studien utgår ifrån är en makohaj. Olika delar av makohajens skinn har röntgats för att kunna ge en 3D-bild av hur fjällen ser ut. Fjällen, som kallas för dentiklar, har med röntgenbilderna som ritning sedan skrivits ut i en 3D-skrivare och monterats på ett membran. Dentiklarna är 125 mikrometer breda, eller 0,125 millimeter, och hundratusentals dentiklar bildar det imiterade hajskinnet.
Hajimitationen jämfördes med samma material utan dentiklar, och vid låga hastigheter rörde sig hajskinnet både snabbare och mer energisnålt. Men när vattenflödet ökade försvann hajreplikans fördelar.
– Det finns ingen vedertagen fysikalisk sanning, ingen vet säkert hur det fungerar med strömningen runt en hajkropp. Men jag med andra forskare tror att dentiklarna dämpar aktiviteten av turbulenta strukturer nära kroppen, som annars är boven i dramat och bidrar till motståndsökning, säger Jens Fransson, Professor i experimentell strömningsmekanik på KTH.
Laminell- och turbulent strömmning
Runt en kropp i vatten eller luft finns två tillstånd av strömmningen, vid låga hastigheter är strömningen laminär och vid högre turbulent. För strömlinjeformade föremål i rörelse är det bra om strömningen kan vara laminär så länge som möjligt eftersom friktion och därmed motstånd minskar.
– Det är biologer som har genomfört studien, värdet ligger i att de lyckats skapa skinnet på konstgjord väg snarare än resultatet som bara är ett specialfall. Som fysiker tänker jag: ”Vad händer om vi minskar avståndet på dentiklarna eller formerar de annorlunda”, säger Jens Fransson.
En hajs dentiklar ser olika ut beroende på var de sitter på kroppen, så det är komplicerat att skapa en exakt replika. På den imiterade huden i undersökningen satt dentriklarna på ett jämnt avstånd till varandra i rader vilket de inte gör i verkligheten. En hajdräkt att simma i av det här materialet är inte att tänka på. Det skulle vara oerhört svårt att tillverka enligt forskarna bakom studien.