Hạt bồ công anh là một trong những hạt có khả năng bay cao nhất trong tự nhiên.

Mới đây, nghiên cứu của đại học Edinburgh ở Anh cho thấy khả năng bay phi thường của hạt bồ công anh là nhờ một phương pháp bay chưa từng được phát hiện trong tự nhiên trước đây.

Để đạt được khoảng cách xa này, bông hoa bồ công anh tạo ra những dòng xoáy kỳ lạ trong không khí xung quanh. Những bong bóng hình khuyên này có thể hình thành phía trên hạt bồ công anh, làm tăng sức cản không khí và làm chậm quá trình rơi của hạt giống như một chiếc dù. Nghiên cứu được công bố ngày 17 tháng 10 trên tạp chí Nature.

Hoa bồ công anh là tập hợp các hạt riêng lẻ được gắn vào một mào lông hình chiếc ô, có hình dạng hơi giống một chiếc bàn chải. Trong khi hầu hết các hạt bồ công anh cuối cùng đều rơi cách bông hoa chưa đầy 2 mét, những hạt này có thể dễ dàng bay xa hơn 1 km trong điều kiện không khí khô và ấm.

Chuyến bay của bồ công anh thật thú vị nhưng cơ chế đằng sau nó khiến các nhà khoa học bối rối. Đồng tác giả Naomi Nakayama, nhà sinh lý học tại đại học Edinburgh cho biết: “Đó là một cấu trúc kỳ lạ”. "Không ai biết hạt bồ công anh bay như thế nào."

Một chùm ô mào lông sẽ có 100-110 sợi, có diện tích bề mặt lớn hơn so với diện tích hạt bồ công anh mà chúng mang theo. Các nhà khoa học tin rằng hạt bồ công anh có thể bay thông qua sức bền của một sợi mào lông đơn. Bằng cách kết hợp cơ học chất lỏng và sinh học thực vật, nhóm nghiên cứu ở Edinburgh phát hiện ra rằng chỉ riêng hiệu ứng kéo không thể giải thích được tại sao hạt bồ công anh có khả năng bay trong không khí rất tốt.

"Chúng tôi có lý do để tin rằng lực nâng được cung cấp bởi một sợi mào lông không đủ để giữ cho bồ công anh bay cao trong thời gian dài. Vì vậy, chúng tôi quyết định nghiên cứu xem liệu có sự tương tác giữa các sợi mào lông hay không và liệu sự tương tác này có đủ mạnh để ảnh hưởng đến khả năng bay hay không,” Ignazio Maria Viola, người đứng đầu nghiên cứu về động lực học chất lưu, giải thích.

Để phân tích hạt giống, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một đường hầm gió thẳng đứng cho phép hạt giống liên tục bay lơ lửng ở một độ cao cố định. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng sự kết hợp giữa chụp ảnh phơi sáng lâu và chụp ảnh tốc độ cao để phân tích luồng không khí xung quanh. Họ cũng sử dụng hình ảnh tia X và kính hiển vi để kiểm tra hình thái của bồ công anh.

Các thí nghiệm trong hầm gió cho thấy không khí ngay phía trên các sợi bồ công anh tạo thành một 'vòng xoáy tách biệt'. Khi dòng khí đi qua một vật thể hoặc chướng ngại vật, nó sẽ tạo thành một vòng xoáy tách ra khỏi bề mặt vật thể. Viola giải thích: “Trước đây, sự tồn tại của các xoáy đã được xem xét từ góc độ lý thuyết, nhưng một số người cho rằng nó khó có thể xảy ra trong tự nhiên”.

Hóa ra các xoáy có thể được ổn định nhờ luồng không khí đi qua các sợi. Khi không khí đi xung quanh mỗi sợi mào lông, nó cũng tương tác với dòng chảy của các dây tóc lân cận, tạo ra cái gọi là "hiệu ứng tường". (Hiệu ứng gây ra bởi sự tương tác của dòng khí với bề mặt khi nó chảy qua.) Do sự tương tác này, dòng chảy qua các sợi giảm đi đáng kể, khiến hạt bồ công anh bay hiệu quả hơn.

Khi dòng xoáy tách ra ổn định, nó sẽ tăng khả năng bay của hạt vì nó tạo cho hạt một lực hướng lên trên. Hơn nữa, cấu trúc hình chiếc dù của bồ công anh có hiệu quả gấp bốn lần trong việc giữ những hạt giống có khối lượng tương tự ở trên cao so với cấu trúc hình chiếc dù.

Bằng cách dựa vào sự khôn ngoan của thiên nhiên, chúng ta có thể phát triển công nghệ bay hiệu quả và thân thiện với môi trường hơn, mang lại sự thuận tiện và khả năng cao hơn cho việc giám sát môi trường và nghiên cứu khoa học. Kết quả của nghiên cứu này rất thú vị và đã khơi dậy sự tò mò cũng như khám phá thêm những bí ẩn chưa được biết đến trong tự nhiên.