L'Architettura del Volo: Il Miracolo Microscopico della Struttura delle Piume
La base cava e senza barbe del rachide della piuma che la ancora nel follicolo cutaneo dell'uccello. È una fondazione forte ma leggera.
Il fusto centrale che si estende dal calamo. È forte e flessibile, fornendo il supporto principale per la struttura della piuma.
Una serie di rami paralleli che si estendono dal rachide. Formano il vessillo principale (la superficie piatta) della piuma.
Ogni barba ha rami più piccoli chiamati barbule. Queste barbule hanno proiezioni ancora più piccole chiamate uncini (o barbicelli) che si incastrano con le barbule delle barbe adiacenti. Questo crea una superficie forte, flessibile e continua, simile a una cerniera. Questo meccanismo di bloccaggio consente a un uccello di "richiudere" le piume per rimodellarle con il becco.
Queste sono le piume che coprono il corpo di un uccello, creando un contorno liscio e aerodinamico. Includono le grandi penne remiganti delle ali e timoniere della coda, essenziali per generare portanza e governare durante il volo.
Situate sotto le piume di contorno, le piume di piumino hanno una struttura lassa e soffice con un rachide corto o assente. Il loro ruolo principale è l'isolamento, intrappolando uno strato d'aria vicino alla pelle per mantenere l'uccello al caldo.
Sono intermedie tra le piume di contorno e il piumino. Hanno un rachide distinto ma vessilli lassi e soffici. Forniscono isolamento e aiutano a dare forma al corpo.
Piume sottili e simili a capelli con poche barbe sulla punta. Sono recettori sensoriali, che monitorano la posizione e il movimento delle piume di contorno per aiutare nelle regolazioni del volo e nella lisciatura.
Piume rigide e affusolate con solo poche barbe alla base. Spesso si trovano intorno agli occhi e alla bocca, funzionano come ciglia o baffi sensoriali.
Composti chimici che assorbono alcune lunghezze d'onda della luce e ne riflettono altre. I più comuni sono le melanine (che producono neri, grigi e marroni) e i carotenoidi (che producono rossi, gialli e arancioni, ottenuti dalla dieta).
Prodotti dalla struttura microscopica delle barbule della piuma, che diffondono e interferiscono con le onde luminose. Questo crea blu, verdi e viola iridescenti, così come bianchi non iridescenti. Il vibrante luccichio della gola di un colibrì è un classico esempio di colore strutturale.
La struttura gerarchica leggera ma resistente del rachide della piuma è un modello per la creazione di nuovi materiali compositi per l'industria aerospaziale e automobilistica.
L'incastro "a cerniera" delle barbule ispira la progettazione di materiali che possono essere facilmente riparati o riattaccati.
La microstruttura che rende le piume impermeabili viene imitata per creare rivestimenti superidrofobici per qualsiasi cosa, dall'elettronica ai tessuti.