Это факт, что что бы человек ни делал, он либо черпает вдохновение в природе, либо пытается преодолеть его.
Здесь мы поговорим о практике, в которой искусственные продукты возникают в результате нормальных биологических процессов. называется биомиметиком.
Это процесс перехода стандартов от биологического к механическому аналогу с поистине неисчерпаемыми приложениями во многих областях науки и техники.
Об этом лучше сказала Джанин Бенюс, которая сделала этот термин популярным в 1997 году в своей одноименной книге «Биомимикрия»: «Биомимикрия», - пишет она, - «в основном заключается в том, чтобы принять вызов дизайна, а затем найти экосистему, которая уже решена. этот вызов и попытайтесь буквально подражать тому, что вы узнали ».
Это то, что он сделал Леонардо да Винчи, изучал птиц, чтобы строить свои летательные аппараты. Просто скопируйте хорошую идею о природе, идею, которая найдет применение в новой технологии.
Имитация - это инновация, вдохновленная наукой. Вот как мы сделали гидролокатор, изучая использование ультразвука летучими мышами для определения препятствий и еды.
Но мы также получили навигацию по компасу благодаря магнетическому инстинкту перелетных птиц. Мы сделали то же самое с инфракрасными датчиками, мы позаимствовали их у тепловых датчиков, используемых гремучими змеями для определения местонахождения своей добычи.
Пока ученые пытаются понять, что происходит в живом мире, используя простые экспериментальные устройства или моделирование, инженеры и изобретатели напрягают уши.
Они будут применять решения матери-природы к новым технологиям. А в 2020 году именно эти открытия вызвали наибольший интерес ...
У рыб нет плавников только для маневрирования и плавания, как обнаружил в своей лаборатории нейробиолог из Чикагского университета Адам Харди.
Он и его команда узнали, как плавники так же чувствительны, как и кончики пальцев приматов.
Чтобы определить, насколько они на самом деле чувствительны, исследователи усыпили рыбу, но ввели физиологический раствор, который поддерживал их нервы в полной функциональности во время эксперимента.
А затем они записали с помощью методов визуализации паттерны электрических импульсов, которые были доставлены в нервы при стимуляции плавников. Их измерения показали, что плавники рыб принимают «очень мелкие детали», - сказала Science News Мелина Хейл, нейробиолог и член команды.
Многие приветствовали их исследование, поскольку такие знания можно применить к сенсорной технологии робот, одна из самых больших ставок человечества на век, который мы переживаем.
Дьявольского панцирного жука обычно называют Nosoderma diabolicum, насекомое, полностью оправдывающее свое название. В то время как у большинства жуков жизненный цикл не превышает нескольких недель, этот живет 8 лет. Как будто человек живет несколько тысячелетий.
И для этого он разработал несколько примечательных эволюционных стратегий, таких как доспехи. Речь идет о крошечном жуке, который может выжить, даже если его сбьет машина.
Если это звучит невероятно, то это академик Калифорнийского университета Дэвид Кисайлус. Он посадил всю свою исследовательскую группу в седан, и они обошли одного. Дважды. И он выжил.
После долгой серии таких экспериментов исследовательская группа пришла к выводу, что дьявольский жук выдерживает невообразимое давление, даже в 39.000 XNUMX раз больше его веса. Все это делает экзоскелет, у него есть слои, богатые белками, которые могут двигаться независимо, не нагружая всю структуру.
Исследователи особо отмечают, как экзоскелет защищает наиболее чувствительные части суставов. Это наблюдение уже было исследовано авиаконструкторами, так как способ, которым жук может заменить крепление турбин самолета.
Практическое применение можно найти в каждой конструкции, которая требует соединения двух разных материалов, например: автомобили, здания и мосты…
Когда Карен Осборн, биолог из Национального музея естественной истории в Соединенных Штатах, поймала абиссинскую рыбу в сеть, она захотела сфотографировать ее. Но как ни старались она и ее команда, детали черной рыбы не могли быть увековечены.
У их камеры не было проблем, просто ее кожная ткань поглощала 99,5% света от вспышки камеры.
16 существ Бездны, включенных в их исследование действительно самый черный черный из когда-либо зарегистрированных. Где-то в 20 раз чернее, чем черные предметы природы.
Этот темный пигмент позволяет существам Бездны исчезать в густой тьме своего окружения.
Таким образом, они защищены даже от хищников, которые используют биолюминесценцию для поиска добычи в экстремальных условиях отсутствия света в Бездне.
Команда обнаружила, что 16 видов достигают этого с помощью очень плотных меланосом огромных размеров, органелл животных, содержащих меланин поглощать свет.
Биомиметика здесь имеет очень хорошие результаты. Все, что ему нужно сделать, это имитировать форму, структуру и дисперсию этих черных меланосом для получения искусственных пигментов, поглощающих астрономические 99,5% света.
Такие покрытия необходимы в интерьере телескопов, а также в солнечных батареях. Его можно использовать даже в военных целях. Щит из меланина на внешней стороне транспортного средства будет особенно полезен для скрытой ночи ……
Быть насекомым и пытаться спрятаться от хищников, которые «видят» только с помощью звука, нелегко, однако некоторые из этих крылатых жертв эволюционировали невообразимым образом.
Дело не только в том, что их кожа «смягчает» стук летучих мышей. У двух видов бабочек на крыльях есть особые чешуйки, похожие на вилки, которые поглощают звуки сонара летучей мыши.
Исследователи были удивлены, обнаружив это в течение года.. Десятки тысяч таких крошечных чешуек имеют крылья, которые улавливают звуки, ослабляют их акустическую энергию и отражают их обратно в летучую мышь.
Каждая группа гамм реагирует на разной частоте, и в то же время все вместе могут «поглощать не менее 3 октав звука», - говорит руководитель исследования Марк Холдерид.
Ученые-инженеры уже подсчитали, что звукоизоляция от моли может обеспечивать материалы даже в 10 раз более эффективно с точки зрения поглощения шума. Вместо того, чтобы устанавливать грубые панели в домах и офисах, они уже представляют собой нежные обои с покрытием из наноматериалов, таких как чешуя моли.
Практические последствия неисчерпаемы, распространяются архитектура и машины до транспорта…
Когда биолог-эволюционист Хунцзе Ли обнаружил, что у муравьев-листорезов, которых он изучал, есть тонкий слой минералов в его теле, он крикнул своим коллегам: «Я нашел каменных муравьев».
Чтобы лучше изучить экзоскелет, ему пришлось удалить тонкое покрытие. Но как; Он нашел его, чистя зубы. Средство для полоскания рта удаляет остатки пищи с зубов, не повреждая ничего во рту.
Его мнение было правильным, жидкость для полоскания рта растворяла защитное покрытие, не повреждая экзоскелет.
Спустя несколько лабораторных экспериментов Ли и его команда определили, что это минеральное покрытие состоит из кальцита и высокой концентрации магния.
Потому что она была такое великое открытие с точки зрения биомиметики;
«Введение магния и кальцита может быть особенно полезным для любой нанотехнологии, связанной с использованием кальцита, такой как пластмассы, клеи, строительный раствор и стоматология», - объясняют исследователи.
Более того, покрытие из минералов - это не то, что рождается с муравьи, но что-то они развивают мгновенно, когда им это нужно.
«Невероятно, что наши муравьи могут значительно улучшить свою защиту, быстро сформировав тонкую и легкую мантию из нанокристаллов. Это подтверждает возможность применения подобных покрытий из наноматериалов для улучшения экранов »…