Uitvindings geïnspireer deur die natuur

Die wetenskap van biomimetika is nou in 'n vroeë stadium van ontwikkeling. Biomimetika is die soeke na en ontleen van verskeie idees uit die natuur en die gebruik daarvan om die probleme wat die mensdom in die gesig staar op te los. Oorspronklikheid, ongewoonheid, onberispelike akkuraatheid en ekonomie van hulpbronne, waarin die natuur sy probleme oplos, kan eenvoudig nie anders as om te verlustig en 'n begeerte te veroorsaak om hierdie wonderlike prosesse, stowwe en strukture tot 'n mate te kopieer nie. Die term biomimetika is in 1958 deur die Amerikaanse wetenskaplike Jack E. Steele geskep. En die woord "bionics" het algemeen gebruik geword in die 70's van die vorige eeu, toe die reekse "The Six Million Dollar Man" en "The Biotic Woman" op televisie verskyn het. Tim McGee waarsku dat biometrie nie direk met bio-geïnspireerde modellering verwar moet word nie, want anders as biomimetika, beklemtoon bio-geïnspireerde modellering nie die ekonomiese gebruik van hulpbronne nie. Hieronder is voorbeelde van die prestasies van biomimetika, waar hierdie verskille die duidelikste is. By die skep van polimeriese biomediese materiale is die werkingsbeginsel van die holothuriese dop (seekomkommer) gebruik. Seekomkommers het 'n unieke eienskap - hulle kan die hardheid van die kollageen wat die buitenste bedekking van hul liggaam vorm, verander. Wanneer die seekomkommer gevaar aanvoel, verhoog dit herhaaldelik die styfheid van sy vel, asof dit deur 'n dop geskeur word. Omgekeerd, as hy in 'n nou gaping moet indruk, kan hy so verswak tussen die elemente van sy vel dat dit feitlik in 'n vloeibare jellie verander. 'n Groep wetenskaplikes van Case Western Reserve het daarin geslaag om 'n materiaal te skep wat gebaseer is op sellulosevesels met soortgelyke eienskappe: in die teenwoordigheid van water word hierdie materiaal plastiek, en wanneer dit verdamp, stol dit weer. Wetenskaplikes glo dat sulke materiaal die beste geskik is vir die vervaardiging van intraserebrale elektrodes, wat veral in Parkinson se siekte gebruik word. Wanneer dit in die brein ingeplant word, sal elektrodes gemaak van sulke materiaal plastiek word en nie die breinweefsel beskadig nie. Die Amerikaanse verpakkingsmaatskappy Ecovative Design het 'n groep hernubare en bioafbreekbare materiale geskep wat gebruik kan word vir termiese isolasie, verpakking, meubels en rekenaarhouers. McGee het selfs reeds 'n speelding wat van hierdie materiaal gemaak is. Vir die vervaardiging van hierdie materiale word die doppe van rys, bokwiet en katoen gebruik, waarop die swam Pleurotus ostreatus (oestersampioen) gekweek word. ’n Mengsel wat oestersampioenselle en waterstofperoksied bevat, word in spesiale vormpies geplaas en in die donker gehou sodat die produk verhard onder die invloed van sampioenmiselium. Die produk word dan gedroog om die groei van die swam te stop en allergieë tydens gebruik van die produk te voorkom. Angela Belcher en haar span het 'n novub-battery geskep wat 'n gemodifiseerde M13-bakteriofaagvirus gebruik. Dit is in staat om homself aan anorganiese materiale soos goud en kobaltoksied te heg. As gevolg van selfsamestelling van die virus kan taamlik lang nanodrade verkry word. Bletcher se groep kon baie van hierdie nanodrade saamstel, wat die basis van 'n baie kragtige en uiters kompakte battery tot gevolg gehad het. In 2009 het wetenskaplikes die moontlikheid getoon om 'n geneties gemodifiseerde virus te gebruik om die anode en katode van 'n litium-ioonbattery te skep. Australië het die nuutste Biolytix-afvalwaterbehandelingstelsel ontwikkel. Hierdie filterstelsel kan riool- en voedselafval baie vinnig in kwaliteit water verander wat vir besproeiing gebruik kan word. In die Biolytix-stelsel doen wurms en grondorganismes al die werk. Die gebruik van die Biolytix-stelsel verminder energieverbruik met byna 90% en werk byna 10 keer doeltreffender as konvensionele skoonmaakstelsels. Die jong Australiese argitek Thomas Herzig glo daar is groot geleenthede vir opblaasargitektuur. Na sy mening is opblaasstrukture baie doeltreffender as tradisionele strukture, as gevolg van hul ligtheid en minimale materiaalverbruik. Die rede lê daarin dat die trekkrag slegs op die buigsame membraan inwerk, terwyl die drukkrag teengestaan ​​word deur 'n ander elastiese medium - lug, wat oral teenwoordig is en heeltemal vry is. Danksy hierdie effek gebruik die natuur al miljoene jare soortgelyke strukture: elke lewende wese bestaan ​​uit selle. Die idee om argitektoniese strukture saam te stel van pneumocell-modules gemaak van PVC is gebaseer op die beginsels van die bou van biologiese sellulêre strukture. Die selle, gepatenteer deur Thomas Herzog, is uiters lae koste en laat jou toe om 'n byna onbeperkte aantal kombinasies te skep. In hierdie geval sal skade aan een of selfs verskeie pneumoselle nie die vernietiging van die hele struktuur meebring nie. Die werkingsbeginsel wat deur die Calera Corporation gebruik word, boots grootliks die skepping van natuurlike sement na, wat korale gedurende hul lewe gebruik om kalsium en magnesium uit seewater te onttrek om karbonate by normale temperature en druk te sintetiseer. En in die skepping van Calera-sement word koolstofdioksied eers in koolsuur omgeskakel, waaruit karbonate dan verkry word. McGee sê met hierdie metode, om een ​​ton sement te vervaardig, is dit nodig om omtrent dieselfde hoeveelheid koolstofdioksied vas te maak. Die vervaardiging van sement op die tradisionele manier lei tot koolstofdioksiedbesoedeling, maar hierdie revolusionêre tegnologie neem inteendeel koolstofdioksied uit die omgewing. Die Amerikaanse maatskappy Novomer, wat nuwe omgewingsvriendelike sintetiese materiale ontwikkel, het 'n tegnologie geskep vir die vervaardiging van plastiek, waar koolstofdioksied en koolstofmonoksied as die belangrikste grondstowwe gebruik word. McGee beklemtoon die waarde van hierdie tegnologie, aangesien die vrystelling van kweekhuisgasse en ander giftige gasse in die atmosfeer een van die hoofprobleme van die moderne wêreld is. In Novomer se plastiektegnologie kan die nuwe polimere en plastiek tot 50% koolstofdioksied en koolstofmonoksied bevat, en die vervaardiging van hierdie materiale verg aansienlik minder energie. Sulke produksie sal help om 'n aansienlike hoeveelheid kweekhuisgasse te bind, en hierdie materiale word self bioafbreekbaar. Sodra 'n insek aan die vangblaar van 'n vleisetende Venus-vlieëvangerplant raak, begin die vorm van die blaar dadelik verander, en die insek bevind hom in 'n doodstrik. Alfred Crosby en sy kollegas van Amherst Universiteit (Massachusetts) het daarin geslaag om 'n polimeermateriaal te skep wat in staat is om op 'n soortgelyke manier te reageer op die geringste veranderinge in druk, temperatuur, of onder die invloed van 'n elektriese stroom. Die oppervlak van hierdie materiaal is bedek met mikroskopiese, luggevulde lense wat baie vinnig hul kromming kan verander (konveks of konkaaf word) met veranderinge in druk, temperatuur of onder die invloed van stroom. Die grootte van hierdie mikrolense wissel van 50 µm tot 500 µm. Hoe kleiner die lense self en die afstand tussen hulle, hoe vinniger reageer die materiaal op eksterne veranderinge. McGee sê wat hierdie materiaal spesiaal maak, is dat dit by die kruising van mikro- en nanotegnologie geskep word. Mossels, soos baie ander tweekleppige weekdiere, kan stewig aan 'n verskeidenheid oppervlaktes heg met behulp van spesiale, swaardiens-proteïenfilamente – die sogenaamde byssus. Die buitenste beskermende laag van die bysale klier is 'n veelsydige, uiters duursame en terselfdertyd ongelooflik elastiese materiaal. Professor in Organiese Chemie Herbert Waite van die Universiteit van Kalifornië het baie lank navorsing gedoen oor mossels, en hy het daarin geslaag om 'n materiaal te herskep waarvan die struktuur baie ooreenstem met die materiaal wat deur mossels geproduseer word. McGee sê dat Herbert Waite 'n hele nuwe veld van navorsing oopgemaak het, en dat sy werk reeds 'n ander groep wetenskaplikes gehelp het om PureBond-tegnologie te skep vir die behandeling van houtpaneeloppervlaktes sonder die gebruik van formaldehied en ander hoogs giftige stowwe. Haaivel het 'n heeltemal unieke eienskap – bakterieë vermeerder nie daarop nie, en terselfdertyd is dit nie bedek met enige bakteriedodende smeermiddel nie. Met ander woorde, die vel maak nie bakterieë dood nie, hulle bestaan ​​eenvoudig nie daarop nie. Die geheim lê in 'n spesiale patroon, wat gevorm word deur die kleinste skubbe van haaivel. Hierdie skubbe, wat met mekaar verbind word, vorm 'n spesiale diamantvormige patroon. Hierdie patroon word op die Sharklet-beskermende antibakteriese film weergegee. McGee glo dat die toepassing van hierdie tegnologie werklik onbeperk is. Inderdaad, die toepassing van so 'n tekstuur wat nie toelaat dat bakterieë op die oppervlak van voorwerpe in hospitale en openbare plekke vermeerder nie, kan met 80% van bakterieë ontslae raak. In hierdie geval word bakterieë nie vernietig nie, en daarom kan hulle nie weerstand verkry nie, soos die geval is met antibiotika. Sharklet Tegnologie is die wêreld se eerste tegnologie om bakteriese groei te inhibeer sonder die gebruik van giftige stowwe. volgens bigpikture.ru