Что жители изготавливают из кожи акулы. Экзотические виды кожи

09.07.2013

Сейчас акул ловят исключительно из-за их плавников. После их отрезания, часто еще живую акулу выбрасывают в море. Мудрее и гуманнее поступали наши предки: они полностью использовали свою добычу.

Еще во времена Христа на Кубе делали ожерелья из зубов и позвонков тигровых и серых акул. Свое первое орудие труда эскимосы Гренландии изготавливали из зубов полярной акулы. А американские индейцы использовали зубы акул в качестве бритв. На острове Эллис акульи зубы использовали как хирургический инструмент – скальпель. Очень часто зубы акулы использовали в качестве колющей или режущей части оружия. Так народы Полинезии, Индонезии и Австралии делали свои палицы, мечи и кинжалы.

В употребление шла и кожа акул: она прочная и не тянется. Эскимосы Гренландии нарезали из нее веревки, а на островах Тихого океана делали барабаны. В средневековье часть весла, находящуюся в уключине оборачивали в акулью кожу. Часто ее использовали в качестве мелкой наждачки – древнегреческие ремесленники полировали ей твердые породы дерева. А во времена парусных судов акульей кожей драили палубу. Да и сейчас в Италии ей шлифуют мрамор.

Широко использовалась кожа акул (ее называют шагрень) для изготовления различных предметов быта. Особенной популярностью пользовались шкатулки для драгоценностей, футляры для столового серебра и часов, рамки для фотографий. Самые дорогие книги имели переплет из акульей кожи. Но прежде чем что-либо производить из кожи, ее вручную полировали или стачивали острую чешую. Когда был найден способ автоматической шлифовки, появилась возможность получать тонкую кожу. Ее стали использовать для изготовления ремней, кошельков, ремешков для часов. Производят из шагрени и обувь – в основному мужскую и детскую, т.к. она требует особой прочности.

Некоторые органы акул можно использовать в лечебных целях. Особенно ценится акулья печень. Из нее вытапливают жир, напоминающий тресковый. Считается, что он заживляет порезы и ожоги. Если акульим жиром натирать суставы, то можно избавиться от ревматизма, а если пить – то проходит кашель. А жители побережья Черного моря жиром катрана лечили туберкулез, малокровие и болезни желудка. Белые акулы помогут избавиться от рака желудка.

Акулья печень богата витаминами, особенно много в ней витамина А. В конце XX века из жира печени акул стали выпускать лекарства для лечения от раковых заболеваний. А из поджелудочной железы глубоководной акулы готовят препараты для лечения лейкемии и рака матки.

Иммунная система акул настолько совершенна и безотказна, что ученым не удалось привить им ни одного серьезного заболевания. Поэтому интенсивно ведутся исследования по разработке лекарства от СПИДа.

Используют акул фармацевты: сквален, который извлекают из печени, позволяет косметическим изделиям долго храниться, придает приятный запах и лечебные свойства.

Кроме того, акулий жир используется при промышленной выделке кож, закалке стали, производстве маргарина, мыла, для разведения масляных красок.

Кожный покров рыб снабжен чешуей. Она бывает различна по своему строению, форме и размерам чешуек, механическим и защитным свойствам.

У акул кожа покрыта, так называемой, плактоидной чешуей. Это название имеет греческие корни, и в переводе означает пластинку, плоскость в сочетании со словами "форма", "вид".

Чешуя покрывает все тело акулы, лишь жаберные щели остаются незащищенными.

По своему устройству плактоидная чешуя представляет собой кожные зубчики, прочно сидящие в теле акулы. Плактоидные чешуйки акулы удивительно напоминают их зубы, как внешнее, так и строением. Каждая такая чешуйка покрыта сверху эмалью и имеет пульпарный канал, в котором расположена рыхлая ткань, нерв и кровеносные сосуды.
Все, как в настоящем зубе.

Эмаль (витродентин), покрывающая плактоидную чешую, по своему составу аналогична эмали зубов и придает чешуйкам прочность. Размеры и форма чешуек у акул разных видов могут отличаться. У некоторых они достаточно крупные, у других сложно разглядеть невооруженным глазом. По форме могут быть зазубренные, лопатообразные, шипообразные, ромбовидные и т.д. Крепятся к коже чешуйки с помощью ножки-шипа, погруженного глубоко под кожу акулы. Над поверхностью кожи возвышается лишь его верхняя пластинка, прилегающая к телу хищницы по направлению к хвостовому плавнику.


Прочность чешуек очень высокая. Именно благодаря этому свойству чешуи, шкура акулы является своеобразной броней, предохраняющей тело хищниц от механических повреждений и зубов других хищников. Ее трудно даже пробить ножом.

Если провести по телу акулы рукой в направлении от хвоста к голове, можно серьезно поранить кожу ладоней об острые и крепкие чешуйки. Недаром чешую акул еще называют кожными зубами хищницы.
На теле акул иногда можно встретить отдельные крупные чешуйки, расположенные, чаще, обособленно от остальных. Костные образования, примером которых могут послужить колючки катрана, тоже образованы видоизмененными чешуйками.

Прочностные свойства шкуры и кожи акул человек заприметил давно и нашел им практическое применение. Еще в древности из шкуры акул и шагрени изготавливали щиты воинов, оборачивали рукояти мечей, позже стали делать фартуки кузнецов, наждачную бумагу, известную своей исключительной износостойкостью.

Великолепная шагреневая кожа, которая имеет красивый вид, хорошо обрабатывается и прочна, применяется в обувной промышленности и галантерее. Из нее шьют ботинки, изготавливают прочные ремни и изделия кожгалантереи.
Шагреневая (акулья) кожа превосходит по прочности воловью в 10 раз!

Мало кто не слышал о романе Бальзака "Шагреневая кожа", где желания героя исполнялись пропорционально тому, как таяла эта самая кожа – клочок, полученный от одного старика-торговца.

Однако немногие знают, что шагрень – это кожа акулы, уникальный природный материал, помогающий океанской хищнице .

Как герой бальзаковского романа плыл по течению своей жизни, так и его шагреневая кожа, сохраняя "зубастость" акулы, которой она раньше принадлежала, просто-напросто слопала в один момент человека, исчезнув и унеся его жизнь.

Свойства шагреневой кожи

Конечно, Бальзак не намекал на акул, его интересовала жизнь человеческая, но он точно подметил основные свойства шагреневой кожи.

Название свое этот материал приобрел от слова "сагри". Так турки называли лошадиную кожу, предварительно высушив ее с зернами, сильно вдавленными, чтобы после сушки и удаления их получался зернистый рисунок.

Шагрень очень красива, прочна и долговечна . Из нее делали щиты, одежду кузнецов, даже наждачную бумагу.

Свойства акульей кожи объясняются ее устройством. У большинства рыб и морских животных поверхность тела гладкая, позволяющая снижать уровень сопротивления воде и развивать большую скорость, но довольно уязвимая для зубов морских хищников.

Другое дело – акула. Её кожа состоит из пластин, словно вросших одним концом в тело, а второй - выступая наружу острой границей, словно маленьким зубом, способным нанести заметный ущерб. , а каждая чешуйка имеет практически все составляющие настоящего зуба: острый край, эмаль, даже нервы и кровеносные сосуды.

И при этом именно подобного устройства кожа позволяет акуле передвигаться в воде еще быстрее, чем плавают морские животные с гладкими кожными покровами.

Смотреть видео - Нанотехнологии по принципу акульей кожи:

Шагреневая кожа и современная биология

Сегодня, с появлением мощных микроскопов, нанотехнологий, электронной техники и средств, позволяющих изучать любое вещество на атомном уровне, биологи установили связь между устройством кожи акулы и ее стремительным движением в толще воды.

Острые пластины, и способные повредить кожу человека, погладившего акулью спину, словно наждачку, оказывается, непрерывно движутся.

Каждый зуб-пластинка имеет бороздки на плоской поверхности и острый шип на конце, которые значительно уменьшают турбулентность и намного снижают сопротивление воды.

При движении акулы все эти зубы-пластинки сами приходят в движение и, гармонично взаимодействуя с молекулами воды, позволяют хищнице быстро передвигаться в своей водной среде, причем непрерывно и практически бесшумно - ведь пластинки кожи еще и гасят звуковые волны при перемещении.

Биологи ставили опыты на роботах, вживляя акульи кожные пластинки в бока, но роботы не стали двигаться быстрее.

Позже ученые установили, что очень важным, помимо вещества, из которого сделана кожа, является еще и траектория , к которому пластинки прикрепляются.

Гидродинамическая функция шагреневой кожи:

Интересные опыты на шагреневой коже доктора Лодера

В США жизнь акул изучается давно, тем более что этих хищников можно обнаружить почти по всему побережью страны. Гарвардский профессор Джордж Лодер, после многочисленных опытов и расчетов, понял связь между акульей шагреневой кожей и движениями животного.

Догадки проверялись опытным путем. Добыв у рыбаков в Бостоне несколько пойманных накануне акул, профессор с учеником отделили фрагменты кожного покрова с двух сторон хищницы. Затем соединили эту плакоидную чешую друг с другом, подключив сюда манипулятор робота, способный нести чешуйки волнообразно, как если бы они находились на теле настоящей акулы.

И вот тут поиски профессора Лодера увенчались успехом. Он увидел, что при подобном раскладе чешуя позволяет двигаться в воде гораздо быстрее, чем раньше. Скорость , повторяющего движения акулы, увеличивается на 12%! Это очень большой плюс к скорости под водой.

Разумеется, американское военное ведомство сразу заинтересовалось открытием Лодера. И профессор мог бы стать одним из самых влиятельных ученых Америки, если бы не одно НО...

Корабль или подводная лодка, обладающая быстроходными свойствами акульей шагреневой кожи, обязательно должны повторять и ее движения вправо-влево, иначе скорость не увеличится.

Но ведь все корабли строятся из металла, не способного двигаться волнообразно. В этом и состоит препятствие использования данной технологии. В поисках решения и работают сегодня ученые-биологи совместно с химиками и физиками.

Первое успешное применение технологии "Shark Skin"

После долгих 30-летних изучений особенностей обтекаемой кожи акул учеными все-таки было найдено несколько различных применений результатам исследований.

Одним из примеров являются для плавания, разработанные для того, чтобы увеличить скорость движения спортсменов в толще воды.

В 2009 году пловцы, которые использовали костюмы на основе технологии "Акулья кожа", установили 29 мировых рекордов в первые пять дней чемпионата мира по плаванию!

В результате этого Международной федерацией плавания (FINA) был наложен запрет на использование подобных разработок в водных видах спорта.

Истоки применения технологии "Акулья кожа" в авиации

В 1990-х годах при попытках больших пассажирских самолетов, ученые впервые приняли крайне радикальное решение, которое заключалось в использовании материала, по свойствам имитирующем акулью кожу.

Длинные, расширенные поверхности коммерческих самолетов генерировали слишком большую турбулентность, что создавало эффект сопротивления движению, однако особые свойства акульей кожи должны были помочь уменьшить лобовое сопротивления и улучшить лётные характеристики самолета в целом.

Результаты испытаний были весьма противоречивы. Технология действительно уменьшала лобовое сопротивление, но материал был довольно тяжелым.

Технология акульей кожи в авиации

Проблема компенсировалась за счет улучшения аэродинамики самолета, что позволяло экономить топливо, сводя таким образом затраты к первоначальной цифре.

Кроме этого, при создании корпуса, очень трудно создать его без складок и морщин, что впоследствии уменьшало или сводило на нет весь необходимый эффект. Еще одной проблемой можно считать то, что самолеты должны быть полностью лишены покраски и каждые 5 лет проходить замену акульей обшивки.

Возникшие проблемы не могли быть решены с помощью существующих на то время технологий, поэтому о проекте на время забыли и официально вернулись лишь в 2008 году.

Авиастроение – акулы возвращаются

Возродившаяся программа получила название "Чистое небо", а главными инициаторами разработок являются такие всемирно известные компании как Lufthansa, Technik и Airbus, которые, начиная с 2008 года, решили объединить свои разработки.

Новые образцы "акульих" нанотехнологий, созданных при поддержке ЕС, позволили улучшить экологическую эффективность воздушного транспорта, в результате чего он стал менее шумным и более экономным.

Новое покрытие было успешно опробовано в 2009 году на самолете "Beluga", и позже было принято решение проверить эффективность покрытия на более длительном периоде эксплуатации.

За два года самолет провел в воздухе более 12000 часов, что сопровождалось регулярными проверками состояния обшивки с целью оценки ее целесообразности и эффективности.

Смотреть видео - Акулья кожа в авиации:

Проведенные испытания подтвердили, что созданная поверхность по прототипу кожи акулы выдерживает условия окружающей среды и позволяет экономить топливо минимум на 1 процент. Результаты были настолько обнадеживающими, что партнеры по проекту единогласно приняли решение продолжать испытания в области данной нанотехнологии.

В 2013 году компании-разработчики ввели в эксплуатацию новую технологию создания покрытия, что позволило сократить затраты на производство и количество отходов.

Кроме этого, с новой методикой, покрытие , а количество отходов во время нанесения на корпус самолета уменьшилось вдвое!

На сегодняшний день официально известно, что разработка "Акульей кожи" продолжается, и хоть инновационная технология пока находится лишь на стадии тестирования, даже сейчас виден ее высокий потенциал.

Это лишь первые шаги в создании полноценного покрытия нового поколения для самолетов, но оно определенно сыграет важную роль в создании нанотехнологий для авиации будущего.

Над тем, чтобы использовать те или иные достижения биологической эволюции в технической сфере, исследователи работают уже очень давно и немало в этом преуспели. Пожалуй, одним из наиболее показательных примеров такого рода может служить акулья кожа. Долгое время считалось, что чем глаже подводная поверхность корпуса судна, тем меньшее сопротивление воды оно испытывает и тем более высокую скорость может развить. Как правило, инженеры ссылались при этом на гладкую и скользкую кожу дельфинов - превосходных пловцов. Но потом встал резонный вопрос: почему же у акулы, которая плавает еще лучше, кожа шершавая, напоминает наждачную бумагу и даже используется кое-где в качестве абразива?

Жесткая структура плохо моделирует гибкую кожу

Исследования показали, что акульей коже присуща весьма сложная поверхностная микроструктура: покрывающая кожу так называемая плакоидная чешуя представляет собой мельчайшие подвижные ромбовидные пластинки-зубчики с продольными бороздками на поверхности и шипом на конце.

О том, что кожа акулы обладает особой поверхностной структурой, известно давно, - говорит американский биолог Джордж Лодер (George Lauder), профессор Гарвардского университета. - И так же давно биологи и инженеры изучают вопрос, как эта структура влияет на выдающиеся гидродинамические характеристики акулы". Но при всем обилии научных работ на эту тему один аспект, как это ни удивительно, до сих пор оставался, по словам профессора Лодера, незамеченным. Дело в том, что все многочисленные предыдущие эксперименты в гидродинамическом канале проводились ради простоты на образцах, представляющих собой фрагменты акульей кожи, наклеенные на жесткую подложку. Такие структуры не могут служить адекватной моделью кожи живой акулы, ведь при каждом движении рыбы, при каждом ударе плавников кожа изгибается и деформируется, рифленые зубчики смещаются друг относительно друга.

Образец для эксперимента с бостонского рыбного рынка

Чтобы учесть этот фактор, профессор Лодер вместе с одним из своих студентов решили испытать в гидродинамическом канале гибкий образец акульей кожи. "Мы отправились на бостонский рыбный рынок и купили там несколько свежевыловленных акул, - рассказывает ученый. - Вернувшись в лабораторию, мы вырезали несколько тонких фрагментов кожи с боков рыбин и попарно склеили их внутренней стороной, получив своего рода двустороннюю акулью кожу. Эти образцы мы прикрепили к манипулятору робота, который волнообразно перемещал их в гидродинамическом канале вправо-влево, имитируя плавательные движения акулы".

"На видеозаписи эксперимента поведение образца в потоке жидкости напоминает плещущий на ветру флаг. Расчеты показали, что параметры этого движения довольно точно соответствуют параметрам движения живой акулы. Профессор Лодер поясняет: "Мы обнаружили, что микроструктура акульей кожи может повысить скорость перемещения в воде примерно на 12 процентов. Это очень существенный выигрыш, но реально достижим он лишь при условии, что такое покрытие будет волнообразно изгибаться наподобие того, как это делает живая акула в природе".

Птицы, бабочки и акулы используют сходные эффекты.

Между тем, до сих пор все имитирующие акулью кожу покрытия, будь то пленка с соответствующей поверхностной микроструктурой или особый лакокрасочный слой, снижали сопротивление воды лишь на 5 процентов. Откуда же возьмется этот дополнительный выигрыш в скорости? Профессор Лодер полагает, что при использовании гибкой имитации акульей кожи может проявиться еще один положительный эффект: "Мы исходим из того, что кожа акулы не только снижает гидродинамическое сопротивление, но еще и создает дополнительную тягу благодаря завихрению, которое усиливает засасывающее действие плавников". На эту мысль ученого навела высокоскоростная лазерная киносъемка процесса обтекания образца.

"Мы обнаружили, что у переднего края гибкого фрагмента кожи формируется небольшое завихрение, - поясняет исследователь. - Если же этот фрагмент кожи обработать пескоструйным аппаратом и тем самым разрушить ее поверхностную микроструктуру, то завихрение начинает формироваться гораздо дальше от края. То есть наличие микроструктуры приводит к образованию зоны разрежения возле поверхности объекта".

Сходные феномены (только не гидро-, а аэродинамические) отмечены у некоторых птиц, а также бабочек - например, бражников. Насколько точно природа воспроизвела эти феномены у акул, гарвардский профессор намерен выяснить в ходе дальнейших опытов. Возможно, со временем эти знания помогут создать по образу и подобию акул подводных роботов, способных передвигаться столь же быстро и эффективно. А вот появление судов с волнообразно изгибающимся корпусом представляется все же маловероятным.

За миллионы лет существования природа добивалась совершенства своего детища - акулы, доводя ее организм до организма идеального хищника.
Все в этом существе совершенно - и идеальные для движения в воде формы, и мощное оружие - зубы, как положено хищнику, и способность ее организма противостоять различным заболеваниям, что тоже немаловажно для хищника, питающегося разной пищей, в том числе и больными водными животными. Своими мощными челюстями она может прокусить даже панцирь черепахи, а скорость, которую может развить акула, поражает.
Именно уникальное, совершенное строение каждой клетки в организме акул и помогло им пережить те природные катаклизмы, которые погубили многих других животных и выдержать жесткую конкуренцию в животном мире морей и океанов.

Надежное покрытие тела акулы

Как и прочие рыбы, акула снабжена чешуей. И здесь природа-матушка потрудилась на славу, создавая надежный и очень практичный панцирь для тела акулы.
Кожа акулы покрыта, так называемой, плакоидной чешуей. Слово "плакоидная" образовано от греческих слов "плакос" (пластинка, плоскость) и "эйдос" (форма, вид).
Каждая такая чешуйка представляет собой подкожную пластинку зубцом, выходящим через кожу наружу; при этом зубец на чешуйке направлен к задней части тела акулы, т.е. к ее хвосту.

Форма чешуек может быть разнообразной, это вы можете увидеть на приведенных рисунках, причем есть интересная деталь - чешуйки словно повторяют форму зубов акулы.
Если вы помните из материалов этого сайта, у каждого вида акул зубы имеют свою, особую форму. То же самое можно сказать и о форме чешуек на шкуре акул. Поэтому не удивительно, что чешую акул еще называют "кожными зубами". Внутри кожного зуба находится полость, содержащая рыхлую ткань, нервы и кровеносные сосуды - пульпа, и несколько отходящих от нее каналов - в общем, все, как у настоящих зубов.

Зубы и чешуя акулы имеют сходное внешнее и внутреннее строение, а также способность к постоянной смене. Эти элементы организма акул имеют одинаковое происхождение, так как появились в результате мутации у древних рыб в виде новообразования в кожных покровах. Но, выполняя разные функции, плакоидная чешуя и зубы приобрели определенные различия в строении и размерах, специфические для каждого вида акул.

Если вы рискнете погладить акулу "против шерсти", то наверняка дело закончится ободранной кожей на руках. Кроме того, кожа акул настолько прочна, что не всегда удается ее пробить даже ножом.
В некоторых местах чешуя достигает значительной толщины и может выдерживать нагрузки на тело до полутонны на каждый квадратный сантиметр. Тело акулы надежно защищено от зубов других хищных обитателей морских вод.

Каждая чешуйка покрыта слоем особой эмали - витродентином, придающей им прочность. Аналогичной эмалью покрыты и зубы акул.
Выделяемая кожей акулы жировая секреция обволакивает чешуйки, создавая на теле рыбы особое покрытие, которое снижает сопротивление скольжению акулы в воде. Все продумано и максимально оптимизировано!

Плактоидная чешуя покрывает почти все тело акулы, только жаберные щели остаются уязвимыми для вторжения извне. Кстати, во многих руководствах по отражению акульих нападений дается рекомендация наносить удары именно по жабрам, что иногда помогает отпугнуть хищницу. Заходя в ротовую полость акулы, чешуя образует акульи зубы - те же чешуйки, только гораздо более крупные. Видоизменяясь, чешуйки кожи акул образуют и другие костные выросты на теле некоторых видов, например колючки катранов и пилы пилоносов.

Ниже на рисунке представлены фрагменты шкуры акул различных видов с изображенными на них чешуйками. Как видите, форма чешуи и расположение плактоидных чешуек на коже хищниц может сильно отличаться.
Тем не менее, следует отметить, что у особей одного и того же вида акул расположение и даже форма чешуи на различных участках тела может отличаться, поэтому по одним плактоидным чешуйкам или фрагментам шкуры определить вид акулы бывает достаточно сложно.

Человек давно оценил такие качества акульей шкуры, как чрезвычайная прочность и выносливость ее чешуи к механическим воздействиям.
Именно эти качества шкуры и сослужили акулам, в "общении" с людьми, недобрую службу. С давних времен шкура акул использовалась в разных областях человеческой деятельности - и в качестве наждачной бумаги, чрезвычайно износостойкой, и в качестве, так называемой, шагреневой кожи, которая обладает уникальными свойствами из-за своей прочности. Подумать только - по прочностным показателям шагрень превосходит воловью кожу в десятки раз!

К шагреневой коже приятно прикасаться (в отличие от шкуры живой акулы) - она нежная и гладкая, словно над ее поверхностью поработал бритвой виртуоз-парикмахер. Современные технологии позволяют окрашивать шагрень в любой цвет, на любой вкус.
Такая кожа являлась незаменимым по качеству сырьем для обувной промышленности, кроме того ее применяли и применяют в галантерее. Раньше бытовало высказывание, что ботинки из шагрени легче потерять, чем износить.