Günümüz uçakları, tasarımlarının bir çok bölümünü kuşların yapısal hatlarından almış olsa da insan yapısı bu uçan makineler ile kuşların arasında bilinenden çok daha fazla benzerlik var gibi görünüyor. Bilimciler kuş tüylerinin, modern uçaklarda kullanılan kiriş yapılı ve karbon-fiber kadar güçlü malzemeyle benzer bir yapıya sahip olduğunu keşfettiler. Doğal malzeme, çelikten çok daha hafif ve güçlü ancak uçuş sırasında oluşan baskıya dayanabilmesi için tüyün eğilmesine ve kıvrılmasına olanak verecek kadar da esnek.

150 milyon önceki ortaya çıkışlarından bu yana, kuş tüylerinin eksen kısımları doğadaki en hafif ve sağlam yapıyı oluşturmak üzere evrildi. Ancak yakın zaman öncesine kadar tüylerin mekanik açıdan biyolojileri hakkında çok az şey biliniyor ve hatta nanoölçekte bakıldığında neredeyse hiçbir şey bilinmiyordu. Southampton Üniversitesi’ndeki bilimciler, mikroskobik ölçekte yürüttükleri deneyler sonucunda tüy eksenlerinin, karbon-fiber yapısına oldukça yakın olan bir çok keratin katmanından meydana geldiğini ortaya koymuşlar. Mühendisler, spor otomobil, bisiklet, jet uçak ve bir çok benzer aracın yapımında, çelikten beş kat daha güçlü ancak üçte bir oranında daha hafif olan karbon-fiber malzeme kullanmayı tercih ediyorlar.

Araştırmacılar doğanın bu muhteşem üretiminin yapısının çözülmesinin, çok daha verimli araçlar yapmanın önünü açacağına dikkat çekiyorlar. Royal Society dergisinde yayınlanan araştırma makalesi eksen katmanlarının daha önce bilindiği gibi sabit olmadığını ve uçuş tipine bağlı olarak değişiklik gösterdiğini ortaya koyuyor. Araştırmayı yöneten Christian Laurent, kuş tüylerinin mekanik yapılarına ilişkin tek çalışmanın 1970 tarihli olduğunu ve bu araştırmada ise tüylerin farklı yönlü testlerde aynı özellikleri gösterdiğini söylüyor. Ancak kendi çalışmaları bunun tam tersi bir sonuç ortaya çıkarmış. Ekip, her biri çok farklı uçuş özelliklerine sahip olan sessiz kuğu, Amerikan kel kartalı ve keklik tüylerinin malzeme özelliklerini test etmiş. Örneğin kartalların kuğulara göre çok daha az kanat çırptığı ve genel olarak sıcak hava termalleri üzerinde süzüldükleri biliniyor.

Test sonuçları eksen çevresini saran katmanların sayısının ve kalınlığının sabit olmadığını göstermiş. Bu sayı ve kalınlığın, kuşun uçuş sırasında maruz kaldığı baskıya uygun olarak artış gösterdiği tespit edilmiş. Laurent bundan bir sonraki adım olarak, tüyün fonksiyonlarını tam anlamıyla modellemeye çalışacaklarını belirtiyor: “Fosil tüyleri tarayıcıdan geçirerek aralarında, ilk neyin uçmayı başardığının, uçuşun ağaç tepesinden aşağı mı yoksa yerden yukarı doğru mu başladığının, Archaeopteryx’in uçup uçamadığının ve Archaeopteryx’in ilk uçan kuş olup olmadığının da yer aldığı bir grup soruya cevap bulabilmeyi ümit ediyoruz. Mühendislik açısından baktığımızda ise, ileri aşamalarda edineceğimiz bulgularımızı malzeme bilimine uygulayarak çok daha verimli çalışacak araçlar tasarlayabilmeyi planlıyoruz.”