Invenzjonijiet ispirati min-natura

Ix-xjenza tal-bijomimetika issa tinsab fi stadju bikri ta 'żvilupp. Bijomimetiċi hija t-tfittxija u s-self ta 'diversi ideat min-natura u l-użu tagħhom biex isolvu l-problemi li qed tiffaċċja l-umanità. L-oriġinalità, in-nuqqas tas-soltu, l-eżattezza impekkabbli u l-ekonomija tar-riżorsi, li fihom in-natura ssolvi l-problemi tagħha, sempliċement ma jistgħux ma jagħmlux gost u jikkawżaw ix-xewqa li tikkopja dawn il-proċessi, sustanzi u strutturi tal-għaġeb sa ċertu punt. It-terminu bijomimetiċi nħoloq fl-1958 mix-xjenzat Amerikan Jack E. Steele. U l-kelma "bionics" bdiet tintuża b'mod ġenerali fis-snin 70 tas-seklu li għadda, meta s-serje "The Six Million Dollar Man" u "The Biotic Woman" dehru fuq it-televiżjoni. Tim McGee iwissi li l-bijometrika m'għandhiex tiġi konfuża direttament mal-immudellar bijoinspirat għaliex, b'differenza mill-bijomimetiċi, l-immudellar bijoispirat ma jenfasizzax l-użu ekonomiku tar-riżorsi. Hawn taħt hemm eżempji tal-kisbiet tal-bijomimetiċi, fejn dawn id-differenzi huma l-aktar evidenti. Meta ħoloq materjali bijomediċi polimeriċi, intuża l-prinċipju tat-tħaddim tal-qoxra holothurian (ħjar tal-baħar). Il-ħjar tal-baħar għandu karatteristika unika - jistgħu jibdlu l-ebusija tal-kollaġen li jifforma l-kisi ta 'barra tal-ġisem tagħhom. Meta l-ħjar tal-baħar iħoss il-periklu, iżid ripetutament ir-riġidità tal-ġilda tiegħu, bħallikieku mqatta minn qoxra. Bil-maqlub, jekk ikollu bżonn jagħfas f'qasma dejqa, jista' tant idgħajjef bejn l-elementi tal-ġilda tiegħu li prattikament tinbidel f'ġelatina likwida. Grupp ta 'xjentisti minn Case Western Reserve irnexxielhom joħolqu materjal ibbażat fuq fibri taċ-ċelluloża bi proprjetajiet simili: fil-preżenza tal-ilma, dan il-materjal isir plastik, u meta jevapora, jerġa' jissolidifika. Ix-xjentisti jemmnu li materjal bħal dan huwa l-aktar adattat għall-produzzjoni ta 'elettrodi intraċerebrali, li jintużaw, b'mod partikolari, fil-marda ta' Parkinson. Meta jiġu impjantati fil-moħħ, elettrodi magħmula minn materjal bħal dan se jsiru plastik u ma jagħmlux ħsara lit-tessut tal-moħħ. Il-kumpanija tal-ippakkjar tal-Istati Uniti Ecovative Design ħolqot grupp ta 'materjali rinnovabbli u bijodegradabbli li jistgħu jintużaw għal insulazzjoni termali, ippakkjar, għamara u kaxxi tal-kompjuter. McGee saħansitra diġà għandu ġugarell magħmul minn dan il-materjal. Għall-produzzjoni ta 'dawn il-materjali, jintużaw il-ħliefa tar-ross, il-qamħ saraċin u l-qoton, li fuqhom jitkabbar il-fungus Pleurotus ostreatus (faqqiegħ tal-gajdra). Taħlita li fiha ċelluli tal-faqqiegħ tal-gajdra u perossidu tal-idroġenu titqiegħed f'forom speċjali u tinżamm fid-dlam sabiex il-prodott jibbies taħt l-influwenza tal-miċelju tal-faqqiegħ. Il-prodott imbagħad jitnixxef biex iwaqqaf it-tkabbir tal-fungus u jipprevjeni allerġiji waqt l-użu tal-prodott. Angela Belcher u t-tim tagħha ħolqu batterija novub li tuża virus batterjofagu M13 modifikat. Huwa kapaċi jeħel ma 'materjali inorganiċi bħad-deheb u l-ossidu tal-kobalt. Bħala riżultat ta 'awto-assemblaġġ tal-virus, jistgħu jinkisbu nanowires pjuttost twal. Il-grupp ta 'Bletcher kien kapaċi jiġbor ħafna minn dawn in-nanowires, li jirriżulta fil-bażi ta' batterija b'saħħitha ħafna u estremament kompatta. Fl-2009, ix-xjenzati wrew il-possibbiltà li jużaw virus modifikat ġenetikament biex joħolqu l-anodu u l-katodu ta 'batterija tal-jone tal-litju. L-Awstralja żviluppat l-aħħar sistema ta 'trattament tad-drenaġġ Biolytix. Din is-sistema ta 'filtru tista' malajr ħafna ddawwar id-drenaġġ u l-iskart tal-ikel f'ilma ta 'kwalità li jista' jintuża għall-irrigazzjoni. Fis-sistema Biolytix, id-dud u l-organiżmi tal-ħamrija jagħmlu x-xogħol kollu. L-użu tas-sistema Biolytix inaqqas il-konsum tal-enerġija bi kważi 90% u jaħdem kważi 10 darbiet aktar effiċjenti mis-sistemi tat-tindif konvenzjonali. Il-perit żagħżugħ Awstraljan Thomas Herzig jemmen li hemm opportunitajiet kbar għall-arkitettura li jintefħu. Fl-opinjoni tiegħu, l-istrutturi li jintefħu huma ħafna aktar effiċjenti minn dawk tradizzjonali, minħabba l-ħeffa tagħhom u l-konsum minimu ta 'materjal. Ir-raġuni tinsab fil-fatt li l-forza tat-tensjoni taġixxi biss fuq il-membrana flessibbli, filwaqt li l-forza kompressiva hija opposta minn mezz elastiku ieħor - arja, li hija preżenti kullimkien u kompletament ħielsa. Grazzi għal dan l-effett, in-natura ilha tuża strutturi simili għal miljuni ta 'snin: kull ħlejjaq ħaj jikkonsisti f'ċelloli. L-idea ta 'assemblaġġ ta' strutturi arkitettoniċi minn moduli pneumocell magħmula mill-PVC hija bbażata fuq il-prinċipji tal-bini ta 'strutturi ċellulari bijoloġiċi. Iċ-ċelloli, patentati minn Thomas Herzog, huma estremament baxxi u jippermettulek toħloq numru kważi illimitat ta 'kombinazzjonijiet. F'dan il-każ, ħsara lil pnewmocell waħda jew saħansitra diversi mhux se tinvolvi l-qerda tal-istruttura kollha. Il-prinċipju ta 'tħaddim użat mill-Korporazzjoni Calera jimita fil-biċċa l-kbira l-ħolqien ta' siment naturali, li l-qroll juża matul ħajjithom biex jiġi estratt il-kalċju u l-manjeżju mill-ilma baħar sabiex jissintetizza l-karbonati f'temperaturi u pressjonijiet normali. U fil-ħolqien tas-siment Calera, id-dijossidu tal-karbonju l-ewwel jiġi kkonvertit f'aċidu karboniku, li minnu mbagħad jinkisbu karbonati. McGee jgħid li b'dan il-metodu, biex tipproduċi tunnellata ta 'siment, huwa meħtieġ li jiġi ffissat madwar l-istess ammont ta' dijossidu tal-karbonju. Il-produzzjoni tas-siment bil-mod tradizzjonali twassal għal tniġġis tad-dijossidu tal-karbonju, iżda din it-teknoloġija rivoluzzjonarja, għall-kuntrarju, tieħu dijossidu tal-karbonju mill-ambjent. Il-kumpanija Amerikana Novomer, li tiżviluppa materjali sintetiċi ġodda favur l-ambjent, ħolqot teknoloġija għall-produzzjoni tal-plastik, fejn id-dijossidu tal-karbonju u l-monossidu tal-karbonju jintużaw bħala l-materja prima ewlenija. McGee jenfasizza l-valur ta 'din it-teknoloġija, peress li r-rilaxx ta' gassijiet serra u gassijiet tossiċi oħra fl-atmosfera hija waħda mill-problemi ewlenin tad-dinja moderna. Fit-teknoloġija tal-plastik ta 'Novomer, il-polimeri u l-plastik il-ġodda jista' jkun fihom sa 50% dijossidu tal-karbonju u monossidu tal-karbonju, u l-produzzjoni ta 'dawn il-materjali teħtieġ b'mod sinifikanti inqas enerġija. Produzzjoni bħal din tgħin biex torbot ammont sinifikanti ta 'gassijiet serra, u dawn il-materjali nfushom isiru bijodegradabbli. Hekk kif insett imiss mal-werqa ta 'l-insib ta' pjanta karnivora Venus flytrap, il-forma tal-werqa immedjatament tibda tinbidel, u l-insett isib ruħu f'nassa tal-mewt. Alfred Crosby u l-kollegi tiegħu mill-Università ta 'Amherst (Massachusetts) irnexxielhom joħolqu materjal polimeru li huwa kapaċi jirreaġixxi b'mod simili għall-iċken bidliet fil-pressjoni, temperatura, jew taħt l-influwenza ta' kurrent elettriku. Il-wiċċ ta 'dan il-materjal huwa miksi b'lentijiet mikroskopiċi mimlijin bl-arja li jistgħu jbiddlu malajr ħafna l-kurvatura tagħhom (isiru konvessi jew konkavi) b'bidliet fil-pressjoni, temperatura, jew taħt l-influwenza tal-kurrent. Id-daqs ta' dawn il-mikrolentijiet ivarja minn 50 µm sa 500 µm. Iktar ma jkunu iżgħar il-lentijiet infushom u d-distanza bejniethom, aktar il-materjal jirreaġixxi malajr għal bidliet esterni. McGee jgħid li dak li jagħmel dan il-materjal speċjali huwa li huwa maħluq fl-intersezzjoni tal-mikro- u nanoteknoloġija. Il-maskli, bħal ħafna molluski bivalvi oħra, jistgħu jwaħħlu sew ma 'varjetà ta' uċuħ bl-għajnuna ta 'filamenti ta' proteini speċjali u heavy-duty - l-hekk imsejjaħ byssus. Is-saff protettiv ta 'barra tal-glandola byssal huwa materjal versatili, estremament durabbli u fl-istess ħin oerhört elastiku. Il-Professur tal-Kimika Organika Herbert Waite tal-Università ta’ Kalifornja ilu żmien twil jirriċerka fuq il-maskli, u rnexxielu jirrikreja materjal li l-istruttura tiegħu hija simili ħafna għall-materjal prodott mill-maskli. McGee jgħid li Herbert Waite fetaħ qasam ġdid ta 'riċerka, u li x-xogħol tiegħu diġà għen grupp ieħor ta' xjenzati joħolqu teknoloġija PureBond għat-trattament ta 'uċuħ tal-pannelli tal-injam mingħajr l-użu ta' formaldehyde u sustanzi oħra tossiċi ħafna. Il-ġilda tal-kelb il-baħar għandha proprjetà kompletament unika - il-batterji ma jimmultiplikawx fuqha, u fl-istess ħin mhix koperta bl-ebda lubrikant batteriċida. Fi kliem ieħor, il-ġilda ma toqtolx batterji, sempliċement ma jeżistux fuqha. Is-sigriet jinsab f'mudell speċjali, li huwa ffurmat mill-iżgħar skali ta 'ġilda tal-kelb il-baħar. Konnessjoni ma 'xulxin, dawn l-iskali jiffurmaw mudell speċjali f'forma ta' djamant. Dan il-mudell huwa riprodott fuq il-film protettiv antibatteriku Sharklet. McGee jemmen li l-applikazzjoni ta 'din it-teknoloġija hija tassew illimitata. Tabilħaqq, l-applikazzjoni ta 'tali nisġa li ma tippermettix li batterji jimmultiplikaw fuq il-wiċċ ta' oġġetti fi sptarijiet u postijiet pubbliċi tista 'teħles mill-batterja bi 80%. F'dan il-każ, il-batterji ma jinqerdux, u, għalhekk, ma jistgħux jiksbu reżistenza, kif inhu l-każ bl-antibijotiċi. Sharklet Technology hija l-ewwel teknoloġija fid-dinja li tinibixxi t-tkabbir tal-batterja mingħajr l-użu ta 'sustanzi tossiċi. skond bigpikture.ru