Технологии, подсказанные природой

Технологии, подсказанные природой

20.11.2019 Технологии

(0)
Поделитесь с друзьями:
Технологии, подсказанные природой

Люди изобретательны, но природа часто подбрасывает им гениальные идеи. И современные инженеры не стесняются их заимствовать. Такой “плагиат” получил официальное название — биомимикрия. В штате Монтана существует крупный институт, специализирующийся на этом направлении. Все проекты, которые поддерживает учреждение, навеяны живыми, природными системами.

Ветряные турбины
Горбатый кит — крупное животное. Его длина достигает 14 метров, а вес — 30 тонн. При этом двигается он легко и изящно. Во многом китам облегчает движение форма плавников. Исследователи из компании Whale Power установили, что на их поверхности расположены бугорки, благодаря которым на 8% увеличивается подъемная сила и на 32% снижаются колебания в нежелательных направлениях. Ученые сравнивали параметры с поверхностями той же формы, но гладкими. Ноу-хау нашло применение в производстве лопастей для ветряных турбин.
Уникальные протезы
В хоботе слона задействованы 40 тысяч мышц. И он отличается непревзойденной ловкостью и силой, хотя не содержит ни одной кости или связки. Сотрудники компании Festo (Германия) взяли идею на вооружение и разработали бионическую руку. Ее смогут использовать пациенты с частично парализованной либо атрофированной мускулатурой верхних конечностей. Пригодится “протез” и людям, по долгу службы поднимающим тяжести.
Обшивка корабля
Акулы — загадочные жители глубин. Их секреты ихтиологи раскрывают десятилетиями, и не всегда успешно. Но один из них исследован неплохо и оказался полезен людям. Дело в том, что акулы не страдают от морских микроорганизмов и более крупных паразитов благодаря особому строению кожи. Она покрыта маленькими заостренными чешуйками, чем-то похожими на букву V. Это “оружие” вынуждает подводных обитателей держаться от акул на расстоянии. А не имеющие такой защиты морские животные часто гибнут под толстым слоем усоногих рачков.
Рачки и микроорганизмы наносят вред и океанским судам. Они провоцируют и ускоряют коррозию, изменяют геометрию корпуса, ухудшают обтекаемость и повышают топливные затраты на перемещение корабля. Теперь в обшивке судов ВВС США используют материал Sharklet — он в точности имитирует структурные особенности акульей кожи.
Вопрос вентиляции
Термиты распространены в жарких странах, расположенных недалеко от экватора. Они, хоть и выдерживают без труда очень высокие температуры, дома, в термитнике, предпочитают комфорт. Внутри их глиняных сооружений, достигающих порой пятиметровой высоты, всегда стоит прохлада. Неудивительно, что архитекторы не прочь позаимствовать у этих насекомых идеи для вентилирования помещений. Оказалось, что в центре термитника всегда возводится большая труба с отличной изоляцией. К ней прокладывают множество мелких труб. За день побочные “коридоры” нагреваются, и теплый воздух по ним отводится наружу. А прохладный охлаждает дом. Подобную технологию активно использует архитектурное бюро Arup из Зимбабве. Она дает возможность расходовать для кондиционирования зданий электроэнергии на 10 процентов меньше, чем обычно.
Хирургическая игла
Укусы комаров — безусловное зло. Но и это насекомое вдохновило ученых на интересные решения. Японские разработчики предложили миру иглу для шприца, в основу которой положен “принцип комара”. Иголка проникает в ткани, используя тонкую пилочку, которая вибрирует с частотой в 15 Герц. В результате кожа и мышцы практически не повреждаются, а пациент не чувствует никакой, даже малейшей, боли.
Эргономичные светодиоды
Пенсильванские ученые после консультации с энтомологами решили пойти по пути, предложенному природой. Они повторили строение органов свечения у светлячков и выяснили, что благодаря сложной геометрии оно позволяет давать более интенсивный свет при тех же энергетических затратах. Экономия оказалась существенной, почти в 90 процентов.
Суперклей
Человечеству долго не удавалось решить задачу склеивания поверхностей в воде. Во всяком случае, надежных соединений добиться долго не получалось. На помощь пришли моллюски. Изучив выделяемый ими секрет, при помощи которого они фиксируют свое положение на камнях, ученые смогли выделить белок огромной сцепляющей силы. Полимер на основе этого белка склеивает в воде два металлических элемента в 10 раз надежнее, чем все синтетические клеи.
Здоровье вен
Жираф — самое высокое животное на Земле. Во всяком случае, из сухопутных и из ныне живущих. Его сердце испытывает колоссальные нагрузки, поскольку ему необходимо поставлять кровь на значительную высоту. Для облегчения работы природа одарила жирафов плотной шкурой с низкой эластичностью. Она обеспечивает жесткий каркас, в котором сосуды чувствуют себя комфортно. Благодаря жирафам ученые смогли разработать компрессионную систему. Она стабилизирует вены человека, если им необходима поддержка. Например, при варикозном расширении.
Антифриз для крови
До недавних пор врачи испытывали сложности с хранением донорской крови. При температуре обычного холодильника она довольно быстро портится. При низких температурах вода в клетках кристаллизуется и разрывает стенки.
Исследователи из Университета Уорик (Великобритания) обратились за помощью к атлантической треске. Рыба живет в холодных водах и чувствует себя комфортно даже при отрицательных температурах. Оказалось, что организм трески вырабатывает гликопротеины — природные антифризы, не дающие жидкости в теле рыбы превратиться в ледяные иглы. Ученые смогли создать синтетический антифриз. Он безвреден для крови и позволяет хранить ее в морозильной камере длительное время. Отличный гидрокостюм Ареалом обитания морских выдр — каланов — являются холодные воды северной части Тихого океана. Поддерживать стабильную температуру тела калану позволяет мех плотной структуры. Он способен удерживать много воздуха, что обеспечивает выдре идеальную теплоизоляцию. Инженерам из МГГ удалось повторить эту структуру. Полученный полимерный материал предполагается использовать для изготовления гидрокостюмов.
Идеальная мочалка
Не так давно ученые присмотрелись к кошкам. Точнее — к их языкам. Заинтересовало, каким образом им удается держать свою шерсть опрятной без постоянных купаний и геля для душа. Секрет заключался в особом строении кошачьего языка. Он покрыт волосками (потому-то такой шершавый), каждый из которых представляет собой микроскопическую трубочку, наполненную слюной. Они работают по принципу пылесоса, вбирая в себя пыль и грязь с шерсти. Если удастся повторить эту идею, человечество получит идеальное приспособление для уборки.
Птицезащитное стекло
Человеческий глаз паутину не замечает. И после прогулок в лесу грибникам приходится чистить одежду от нее. А вот птицы отлично видят ловчие сети и облетают их. Но при этом они часто в упор не замечают стекол, особенно чистых. Ударившись об оконную створку, птица может сильно травмироваться.
Исследователи из лаборатории Института биомимикрии установили, что такая выборочносгь птичьего зрения обусловлена особенностями паутины. Пауки-кругопряды в своих нитях используют частицы, которые отражают ультрафиолет. В результате было разработано стекло Bird Protection Glass, повторяющее паттерны паутины, которое оказалось абсолютно безопасным для птиц.
Евгения Мережко


Возврат к списку


Добавить комментарий
Текст сообщения*
Загрузить файл или картинкуПеретащить с помощью Drag'n'drop
Перетащите файлы
Ничего не найдено
Защита от автоматических сообщений