Mga imbensyon na inspirasyon ng kalikasan

Ang agham ng biomimetics ay nasa maagang yugto na ng pag-unlad. Biomimetics ay ang paghahanap at paghiram ng iba't ibang ideya mula sa kalikasan at ang paggamit nito sa paglutas ng mga suliraning kinakaharap ng sangkatauhan. Ang pagka-orihinal, hindi pangkaraniwan, hindi nagkakamali na katumpakan at ekonomiya ng mga mapagkukunan, kung saan nalulutas ng kalikasan ang mga problema nito, ay hindi maaaring hindi matuwa at magdulot ng pagnanais na kopyahin ang mga kamangha-manghang proseso, sangkap at istruktura sa ilang lawak. Ang terminong biomimetics ay likha noong 1958 ng American scientist na si Jack E. Steele. At ang salitang "bionics" ay ginamit sa pangkalahatan noong 70s ng huling siglo, nang lumabas sa telebisyon ang seryeng "The Six Million Dollar Man" at "The Biotic Woman". Nag-iingat si Tim McGee na ang biometrics ay hindi dapat direktang malito sa bioinspired na pagmomodelo dahil, hindi tulad ng biomimetics, ang bioinspired na pagmomodelo ay hindi binibigyang-diin ang matipid na paggamit ng mga mapagkukunan. Nasa ibaba ang mga halimbawa ng mga nakamit ng biomimetics, kung saan ang mga pagkakaibang ito ay mas malinaw. Kapag lumilikha ng polymeric biomedical na materyales, ginamit ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng holothurian shell (sea cucumber). Ang mga sea cucumber ay may kakaibang katangian - maaari nilang baguhin ang tigas ng collagen na bumubuo sa panlabas na takip ng kanilang katawan. Kapag nakaramdam ng panganib ang sea cucumber, paulit-ulit nitong pinapataas ang tigas ng balat nito, na para bang napunit ng shell. Sa kabaligtaran, kung kailangan niyang sumiksik sa isang makitid na puwang, maaari siyang humina sa pagitan ng mga elemento ng kanyang balat na halos nagiging likidong halaya. Ang isang pangkat ng mga siyentipiko mula sa Case Western Reserve ay nagawang lumikha ng isang materyal batay sa mga hibla ng selulusa na may katulad na mga katangian: sa pagkakaroon ng tubig, ang materyal na ito ay nagiging plastik, at kapag ito ay sumingaw, ito ay muling tumigas. Naniniwala ang mga siyentipiko na ang naturang materyal ay pinakaangkop para sa paggawa ng mga intracerebral electrodes, na ginagamit, lalo na, sa sakit na Parkinson. Kapag itinanim sa utak, ang mga electrodes na gawa sa naturang materyal ay magiging plastik at hindi makakasira sa tisyu ng utak. Ang kumpanya ng packaging ng US na Ecovative Design ay lumikha ng isang grupo ng mga renewable at biodegradable na materyales na maaaring gamitin para sa thermal insulation, packaging, furniture at computer cases. Si McGee ay mayroon nang laruan na ginawa mula sa materyal na ito. Para sa paggawa ng mga materyales na ito, ginagamit ang mga husks ng bigas, bakwit at koton, kung saan lumaki ang fungus Pleurotus ostreatus (oyster mushroom). Ang isang halo na naglalaman ng mga oyster mushroom cell at hydrogen peroxide ay inilalagay sa mga espesyal na hulma at itinatago sa dilim upang ang produkto ay tumigas sa ilalim ng impluwensya ng mycelium ng kabute. Ang produkto ay pagkatapos ay tuyo upang ihinto ang paglaki ng fungus at maiwasan ang mga allergy habang ginagamit ang produkto. Si Angela Belcher at ang kanyang koponan ay lumikha ng isang novub na baterya na gumagamit ng isang binagong M13 bacteriophage virus. Nagagawa nitong ilakip ang sarili sa mga inorganikong materyales tulad ng ginto at cobalt oxide. Bilang resulta ng self-assembly ng virus, medyo mahahabang nanowires ang maaaring makuha. Nagawa ng grupo ni Bletcher na tipunin ang marami sa mga nanowire na ito, na nagresulta sa batayan ng isang napakalakas at sobrang compact na baterya. Noong 2009, ipinakita ng mga siyentipiko ang posibilidad ng paggamit ng isang genetically modified virus upang lumikha ng anode at cathode ng isang lithium-ion na baterya. Binuo ng Australia ang pinakabagong Biolytix wastewater treatment system. Ang sistema ng filter na ito ay maaaring napakabilis na gawing de-kalidad na tubig ang dumi sa alkantarilya at pagkain na magagamit para sa patubig. Sa sistema ng Biolytix, ang mga bulate at mga organismo sa lupa ay gumagawa ng lahat ng gawain. Ang paggamit ng Biolytix system ay binabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya ng halos 90% at gumagana ng halos 10 beses na mas mahusay kaysa sa mga nakasanayang sistema ng paglilinis. Naniniwala ang batang Australian architect na si Thomas Herzig na may malalaking pagkakataon para sa inflatable na arkitektura. Sa kanyang opinyon, ang mga inflatable na istruktura ay mas mahusay kaysa sa mga tradisyonal, dahil sa kanilang kagaanan at kaunting pagkonsumo ng materyal. Ang dahilan ay nakasalalay sa katotohanan na ang puwersa ng makunat ay kumikilos lamang sa nababaluktot na lamad, habang ang puwersa ng compressive ay sinasalungat ng isa pang nababanat na daluyan - hangin, na naroroon sa lahat ng dako at ganap na libre. Dahil sa epektong ito, ang kalikasan ay gumagamit ng mga katulad na istruktura sa loob ng milyun-milyong taon: bawat buhay na nilalang ay binubuo ng mga selula. Ang ideya ng pag-assemble ng mga istrukturang arkitektura mula sa mga module ng pneumocell na gawa sa PVC ay batay sa mga prinsipyo ng pagbuo ng mga biological cellular na istruktura. Ang mga cell, na patented ni Thomas Herzog, ay napakababang halaga at nagbibigay-daan sa iyong lumikha ng halos walang limitasyong bilang ng mga kumbinasyon. Sa kasong ito, ang pinsala sa isa o kahit ilang mga pneumocell ay hindi magsasama ng pagkasira ng buong istraktura. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo na ginagamit ng Calera Corporation ay higit na ginagaya ang paglikha ng natural na semento, na ginagamit ng mga coral sa panahon ng kanilang buhay upang kunin ang calcium at magnesium mula sa tubig dagat upang ma-synthesize ang mga carbonate sa normal na temperatura at presyon. At sa paglikha ng Calera cement, ang carbon dioxide ay unang na-convert sa carbonic acid, kung saan ang mga carbonate ay nakuha. Sinabi ni McGee na sa pamamaraang ito, upang makagawa ng isang tonelada ng semento, kinakailangan upang ayusin ang tungkol sa parehong dami ng carbon dioxide. Ang paggawa ng semento sa tradisyonal na paraan ay humahantong sa polusyon ng carbon dioxide, ngunit ang rebolusyonaryong teknolohiyang ito, sa kabaligtaran, ay kumukuha ng carbon dioxide mula sa kapaligiran. Ang American company na Novomer, na bumubuo ng mga bagong environment friendly na sintetikong materyales, ay lumikha ng teknolohiya para sa paggawa ng mga plastik, kung saan ginagamit ang carbon dioxide at carbon monoxide bilang pangunahing hilaw na materyales. Binibigyang-diin ni McGee ang halaga ng teknolohiyang ito, dahil ang paglabas ng mga greenhouse gas at iba pang nakakalason na gas sa kapaligiran ay isa sa mga pangunahing problema ng modernong mundo. Sa teknolohiya ng plastik ng Novomer, ang mga bagong polimer at plastik ay maaaring maglaman ng hanggang 50% carbon dioxide at carbon monoxide, at ang paggawa ng mga materyales na ito ay nangangailangan ng mas kaunting enerhiya. Ang ganitong produksyon ay makakatulong na magbigkis ng malaking halaga ng greenhouse gases, at ang mga materyales na ito mismo ay nagiging biodegradable. Sa sandaling mahawakan ng insekto ang nakakapit na dahon ng isang carnivorous Venus flytrap na halaman, ang hugis ng dahon ay agad na magsisimulang magbago, at ang insekto ay nasa isang death trap. Si Alfred Crosby at ang kanyang mga kasamahan mula sa Amherst University (Massachusetts) ay nakagawa ng isang polymer na materyal na may kakayahang tumugon sa katulad na paraan sa pinakamaliit na pagbabago sa presyon, temperatura, o sa ilalim ng impluwensya ng isang electric current. Ang ibabaw ng materyal na ito ay natatakpan ng mga mikroskopiko, puno ng hangin na mga lente na maaaring napakabilis na baguhin ang kanilang kurbada (maging matambok o malukong) na may mga pagbabago sa presyon, temperatura, o sa ilalim ng impluwensya ng kasalukuyang. Ang laki ng mga microlenses na ito ay nag-iiba mula 50 µm hanggang 500 µm. Kung mas maliit ang mga lente sa kanilang sarili at ang distansya sa pagitan ng mga ito, mas mabilis na tumugon ang materyal sa mga panlabas na pagbabago. Sinabi ni McGee na kung bakit espesyal ang materyal na ito ay nilikha ito sa intersection ng micro- at nanotechnology. Ang mga tahong, tulad ng maraming iba pang mga bivalve mollusk, ay nakakabit nang mahigpit sa iba't ibang mga ibabaw sa tulong ng mga espesyal, mabigat na tungkulin na mga filament ng protina - ang tinatawag na byssus. Ang panlabas na proteksiyon na layer ng byssal gland ay isang maraming nalalaman, lubhang matibay at sa parehong oras ay hindi kapani-paniwalang nababanat na materyal. Ang Propesor ng Organic Chemistry na si Herbert Waite ng Unibersidad ng California ay nagsasaliksik ng mga tahong sa napakatagal na panahon, at nagawa niyang muling likhain ang isang materyal na ang istraktura ay halos kapareho sa materyal na ginawa ng mga tahong. Sinabi ni McGee na si Herbert Waite ay nagbukas ng isang buong bagong larangan ng pananaliksik, at na ang kanyang trabaho ay nakatulong na sa isa pang grupo ng mga siyentipiko na lumikha ng teknolohiyang PureBond para sa paggamot sa mga ibabaw ng panel ng kahoy nang walang paggamit ng formaldehyde at iba pang lubhang nakakalason na mga sangkap. Ang balat ng pating ay may ganap na natatanging pag-aari - ang bakterya ay hindi dumami dito, at sa parehong oras ay hindi ito sakop ng anumang bactericidal lubricant. Sa madaling salita, ang balat ay hindi pumapatay ng bakterya, hindi sila umiiral dito. Ang lihim ay namamalagi sa isang espesyal na pattern, na nabuo sa pamamagitan ng pinakamaliit na kaliskis ng balat ng pating. Kumokonekta sa isa't isa, ang mga kaliskis na ito ay bumubuo ng isang espesyal na pattern na hugis brilyante. Ang pattern na ito ay ginawa sa Sharklet protective antibacterial film. Naniniwala si McGee na ang paggamit ng teknolohiyang ito ay tunay na walang limitasyon. Sa katunayan, ang paglalapat ng gayong texture na hindi nagpapahintulot sa bakterya na dumami sa ibabaw ng mga bagay sa mga ospital at pampublikong lugar ay maaaring mapupuksa ang bakterya ng 80%. Sa kasong ito, ang bakterya ay hindi nawasak, at, samakatuwid, hindi sila makakakuha ng paglaban, tulad ng kaso sa mga antibiotics. Ang Sharklet Technology ay ang unang teknolohiya sa mundo na pumipigil sa paglaki ng bacterial nang hindi gumagamit ng mga nakakalason na sangkap. ayon sa bigpikture.ru