Share
Natura tworzy swoje kreacje z maksymalną wydajnością. Oryginalność, niezwykłość, nieskazitelna dokładność i oszczędność zasobów, z którymi natura rozwiązuje swoje zadania, po prostu nie mogą tylko wywoływać podziwu i chęci przynajmniej do pewnego stopnia kopiowania tych niesamowitych substancji i procesów. Nauka związana z takim kopiowaniem nosi nazwę biomimetyki..
(Razem 11 zdjęć)
Sponsor pocztowy: Wynajem statku motorowego: Statek motorowy do wynajęcia z firmy transportowej Golden Island, jak najdroższa dzierżawa statków motorowych w Moskwie, nie będzie kosztować więcej niż 15 000 rubli za godzinę, ale zacznie od 6000 rubli za godzinę.
1. Starszy biolog z Instytutu Biomimetyki Tim McGee (Tim McGee) definiuje tę naukę jako świadomą imitację elementów natury żywej przy tworzeniu nowych urządzeń i technologii.
Termin biomimetyki (lub bionika) został wymyślony przez amerykańskiego naukowca Jacka E. Steele w 1958 roku. Słowo "bionika" weszło w powszechnym użyciu w latach 70. ubiegłego wieku, kiedy serial telewizyjny "The Six Million Dollar Man" i "Bionic Woman" zostały pokazane na ekranach telewizyjnych. Tim McGee podkreśla, że biomimetyki nie należy bezpośrednio mieszać z modelowaniem bioinżynieryjnym, ponieważ w przeciwieństwie do biomimetyki modelowanie biologiczne nie koncentruje się na ekonomicznym wykorzystaniu zasobów. McGee identyfikuje następujące przykłady, w których osiągnięcia biomimetyczne pojawiają się najdokładniej.
2. Materiały biomedyczne z polimerów, których stworzenie wykorzystało zasadę powłoki holothurianskiej W 2008 r. Naukowcy pracujący przy Uniwersytecie Cleveland Western Reserve University (Case Western Reserve University) byli zainteresowani stworzeniem nowego materiału medycznego, który miałby właściwości zewnętrznej powłoki zwierzęcych holothurianów. ). Ogórki morskie mają unikalną cechę - mogą zmieniać twardość kolagenu, tworząc zewnętrzną osłonę swoich ciał. Mianowicie: potrafią zmienić swoją sztywność. Kiedy ogórek morski czuje się zagrożony, wielokrotnie zwiększa sztywność swojej skóry, tak jakby został przykryty zbroją; i vice versa, jeśli chce się wcisnąć w bardzo wąską szczelinę, może osłabić połączenia między elementami jego skóry tak bardzo, że praktycznie zamienia się w płynący żel. Grupie naukowców z Case Western Reserve udało się stworzyć materiał oparty na włóknach celulozowych, który ma podobne właściwości: w obecności wody materiał ten staje się plastyczny, a kiedy wyparowuje, ponownie twardnieje. Naukowcy są przekonani, że ten materiał jest najbardziej odpowiedni do wytwarzania elektrod wewnątrzmózgowych, które są stosowane w szczególności w leczeniu choroby Parkinsona. Po wszczepieniu do mózgu elektroda tego materiału stanie się plastyczna i nie uszkodzi dodatkowo tkanki mózgowej..
3. Izolacja i materiał opakowaniowy stworzony przy pomocy ostryg, amerykańska firma Ecovative Design, która produkuje opakowania, stworzyła grupę odnawialnych i biodegradowalnych materiałów, które można wykorzystać do produkcji izolatorów termicznych, ochrony płomieniowej i opakowań. Do produkcji tych materiałów stosuje się łuski ryżu, gryki i bawełny, na których uprawia się specjalny grzyb Pleurotus ostreatus (lub boczniak ostrygowaty). Mieszaninę zawierającą komórki tego grzyba i nadtlenku wodoru umieszcza się w specjalnych formach i utrzymuje w ciemności, aby produkt stwardniał pod wpływem grzybni grzybowej. Następnie produkt suszy się, aby utrzymać wzrost grzyba i zapobiec pojawieniu się alergii podczas stosowania produktu. McGee uważa, że możliwości zastosowania takich materiałów są praktycznie nieograniczone - można z nich zrobić wszystko, w tym meble i obudowy komputerowe. Ma nawet kaczątko do zabawy wykonane z takiego materiału..
4. Urządzenia stworzone za pomocą wirusów Bioengineer Angela Belcher (Angela Belcher) i jej zespół stworzyli nową baterię, która wykorzystuje genetycznie zmodyfikowany wirus bakteriofag M13. Ten zmodyfikowany wirus może łączyć się z materiałami nieorganicznymi, takimi jak złoto i tlenek kobaltu. W wyniku samoorganizacji wirusów można uzyskać dość długie nanodruty. Grupa naukowców pod przywództwem była w stanie zebrać wiele z tych nanodrutów, co dało bardzo mocną i niezwykle kompaktową bazę baterii. W 2009 roku grupa Bletcher wykazała możliwość użycia genetycznie zmodyfikowanego wirusa do stworzenia anody i katody baterii litowo-jonowej. McGee zauważa, że jest to bardzo potężna technologia, która nie ma odpowiedników..
5. System oczyszczania oparty na zasadzie naturalnego oczyszczania Australia opracowała najnowszy system oczyszczania ścieków Biolytix. Ten system filtrujący może bardzo szybko przekształcić ścieki i odpady żywnościowe w wysokiej jakości wodę, którą można wykorzystać do nawadniania. McGee podkreśla, że szczególną wartością tego systemu filtracji jest to, że szkodliwe chemikalia i filtry oczyszczające energię nie są używane w tym systemie filtracji. W systemie Biolytix wszystkie prace wykonywane są przez robaki i organizmy glebowe. Wzywając do pomocy natury, system Biolytix zmniejszył zużycie energii elektrycznej o prawie 90%, ale jest 10 razy bardziej wydajny niż konwencjonalne systemy czyszczące..
7. Pneumokomórki dla nadmuchiwanej architektury Młody australijski architekt Thomas Herzig (Thomas Herzig) uważa, że ogromne możliwości otwierają się na nadmuchiwaną architekturę. Jego zdaniem nadmuchiwane konstrukcje są znacznie wydajniejsze niż tradycyjne, ze względu na swoją lekkość i minimalne zużycie materiałów. Przyczyna leży w tym, że siła rozciągająca działa tylko na elastyczną membranę, podczas gdy siłę ściskającą przeciwstawia inny elastyczny środek - powietrze, które jest obecne wszędzie i jest całkowicie wolne. Z powodu tej wydajności natura używa podobnych konstrukcji przez miliony lat. Każda żywa istota składa się z komórek. W związku z tym idea łączenia struktur architektonicznych z pneumatycznych modułów komórkowych (te komórki wykonane są z PVC) opiera się na zasadach biologicznych struktur komórkowych. Komórki te, opatentowane przez Thomasa Herziga, mają bardzo niski koszt i pozwalają na stworzenie niemal nieograniczonej liczby kombinacji. W tym przypadku uszkodzenie jednej lub nawet kilku pneumokomórek nie prowadzi do zniszczenia całej struktury..
7. Cement ekologiczny firmy Calera Corporation Proces stosowany przez Calera Corporation naśladuje tworzenie naturalnego cementu, z którym koralowce radzą sobie w warunkach egzystencji, wydobywania wapnia i magnezu z wody morskiej w celu syntezowania węglanów w normalnych temperaturach i ciśnieniach. Podczas tworzenia cementu Calera, dwutlenek węgla najpierw przekształca się w kwas węglowy, z którego następnie otrzymuje się węglany. McGee mówi, że dzięki tej metodzie konieczne jest związanie około dwutlenku węgla w celu wyprodukowania jednej tony cementu. Produkcja cementu w tradycyjny sposób prowadzi do zanieczyszczenia środowiska dwutlenkiem węgla, ale ta rewolucyjna technologia, wręcz przeciwnie, pobiera dwutlenek węgla ze środowiska.
8. Przyjazne dla środowiska tworzywa sztuczne Amerykańska firma Novomer, która opracowuje nowe przyjazne dla środowiska materiały syntetyczne, stworzyła technologię do produkcji tworzyw sztucznych, wykorzystującą dwutlenek węgla i tlenek węgla jako główny surowiec. McGee podkreśla wartość tej technologii, ponieważ emisja gazów cieplarnianych i innych toksycznych gazów do atmosfery jest jednym z głównych problemów współczesnego świata. Przy produkcji tworzyw sztucznych w technologii Novomer nowe polimery i tworzywa sztuczne mogą zawierać do 50% dwutlenku węgla i tlenku węgla, a do produkcji tych materiałów potrzeba znacznie mniej energii. Taka produkcja pomoże związać znaczne ilości gazów cieplarnianych, a same te materiały ulegają biodegradacji..
9. Polimer, działający na zasadzie muchołówki Wenus Gdy tylko insekt dotknie drapieżnego liścia drapieżnej muchołówki Venus, kształt liścia natychmiast zaczyna się zmieniać, a owad znajduje się w śmiertelnej pułapce. Alfredowi Crosby (Alfredowi Crosby) i jego kolegom z Amherst University (Massachusetts) udało się stworzyć materiał polimerowy, który jest w stanie reagować w ten sam sposób na najmniejsze zmiany ciśnienia, temperatury lub pod wpływem prądu elektrycznego. Powierzchnia tego materiału pokryta jest mikroskopijnymi, wypełnionymi powietrzem soczewkami, które bardzo szybko zmieniają swoją krzywiznę (stają się wypukłe lub wklęsłe) ze zmianą ciśnienia, temperatury lub pod wpływem prądu. Wielkość tych mikrosoczewek waha się od 50 mikronów do 500 mikronów. Im mniejsze są same soczewki i odległość między nimi, tym szybciej materiał reaguje na zewnętrzne zmiany. McGee mówi, że osobliwością tego materiału jest to, że został stworzony na styku mikro- i nanotechnologii..
10. Uniwersalna powłoka ochronna imitująca ochronną powłokę omijającego gruczołów małży Małże, podobnie jak wiele innych małży, są w stanie mocno przywiązać się do szerokiej gamy powierzchni przy użyciu specjalnych, bardzo silnych włókien białkowych - tak zwanych byss. Zewnętrzna warstwa ochronna gruszka to elastyczny, niezwykle trwały i jednocześnie niezwykle elastyczny materiał. Profesor chemii organicznej Herbert Waite (Herbert Waite) z University of California przez długi czas zajmował się badaniem małży i był w stanie odtworzyć materiał, którego struktura jest bardzo podobna do materiału produkowanego przez małże. McGee twierdzi, że Herbert Wate otworzył całą przestrzeń do nowych badań i że jego praca pomogła już innej grupie naukowców stworzyć technologię PureBond do obróbki powierzchni paneli drewnianych bez formaldehydu i innych wysoce toksycznych substancji..
11. Powierzchnie antybakteryjne, działające na zasadzie skóry rekina, skóra rekina ma całkowicie unikalną właściwość - bakterie nie rozmnażają się na niej, a jednocześnie nie są pokryte żadnym tłuszczem bakteriobójczym. Innymi słowy - skóra nie zabija bakterii, po prostu ich nie ma. Sekret tkwi w specjalnym wzorze, który tworzą najmniejsze łuski skóry rekina. Łącząc się ze sobą, te skale tworzą specjalny wzór w kształcie rombu. Ten wzór jest odtwarzany na ochronnej folii antybakteryjnej Sharklet. McGee uważa, że zastosowanie tej technologii jest naprawdę nieograniczone. Rzeczywiście, zastosowanie podobnej tekstury, która nie pozwala namnażać się bakterii, na powierzchni przedmiotów w szpitalach i miejscach publicznych pozwala pozbyć się bakterii o 80%. W tym przypadku bakterie nie są niszczone, a zatem nie mogą uzyskać odporności, jak to ma miejsce w przypadku antybiotyków. Technologia Sharklet to pierwsza na świecie technologia hamująca rozwój bakterii bez użycia substancji toksycznych..
Legal Technique