10 винаходів, підказаних самою природою
Нескладно дійти висновку, що ідея про літаки була заснована на птахах - одних із найкращих пілотів у тваринному світі. За мільярди років, тварини шляхом спроб і помилок досягли успіху у виконанні різних завдань.
В результаті, областьбіомімікрії, тобто спостереження за природою, її систем і процесів, щоб черпати натхнення для вирішення людських проблем, почала швидко розвиватися.
Ось кілька прикладів того, як природа послужила науці:
1. Куленепробивна шкіра
Ви напевно не раз чули про дивовижні властивості павутиння. Вона у п'ять разів перевищує міцність сталі, надихнувши створення кевлару. Вчені намагалися використати кілька методів, щоб відтворити шовкову нитку павука у великих масштабах через ряд оригінальних методів, таких як зрощування генів, що сприяють виробленню шовку павука з генами кіз, щоб зробити молоко з павуковими білками. Єдина проблема полягає в тому, що вченим ніяк не вдається отримати штучні нитки, які б були такими ж міцними, як і справжній шовк павуків. Про масове вирощування павуків, як у випадку з шовкопрядами, не може бути й мови, оскільки у павуків поширений канібалізм.
Проте вченим вдалося зробити неймовірне досягнення - куленепробивну шкіру. З'єднавши шовк павука зі шкірою, вирощеною в лабораторії, вчені створили матеріал, який може зупинити кулю, що прискорюється. Звичайно, при тестуванні кулю вистрілювали не на повну силу, і навіть якби кулю вдалося зупинити, удар призвів би до руйнування кісток та розриву внутрішніх органів. Однак у поєднанні із сучасними бронежилетами можна створити практично бездоганний захист.
2. Мавпи – найстаріші фармацевти
Шимпанзе вдосконалювалися у пошуку терапевтичноголікування в навколишній природі. Вони настільки в цьому досягли успіху, що вчені стали спостерігати за звичками шимпанзе, щоб подивитися, чи зможуть вони вказати на речовини, які стануть корисними людям.
На жаль, поки що такий метод працює тільки щодо шимпанзе, оскільки, наприклад, те, що корисно для котів, може бути токсичним і непотрібним для людей. Останні дослідження показали, що рід рослин Вернонія, до яких тяжіють шимпанзе в період хвороби, ефективні в боротьбі з безліччю видів бактерій, шкідливих для людей. Найприємніше полягає в тому, що ліки, отримані внаслідок цього відкриття, будуть практично позбавлені побічних ефектів.
3. Терміти - дивовижні архітектори
Терміти чимало досягли успіху в будівництві своїх будівель. У деяких частинах Африки, їх 2-3-х метрові термітники прикрашають пейзаж, наче моторошний цвинтар для гігантів. І хоча така висота може здатися вам не вражаючою, по відношенню до розміру самого терміта ці пагорби все одно, що гігантський хмарочос. І при цьому ці трудівники працюють в умовах нестерпної спеки.
Вчені та архітектори, вражені геніальністю термітів, почали аналізувати структуру термітників і змоделювали торговий центр Істгейт у Зімбабве. У чому особливість цієї будівлі? Незважаючи на те, що воно знаходиться в країні, де денна температура піднімається вище за 40 градусів, воно залишається відносно прохолодним. Його унікальний дизайн, натхненний термітами, ефективно поглинає і випускає надлишки тепла і споживає всього 10 відсотків енергії в порівнянні з аналогічними будинками.
4. Сонячні батареї, засновані на листі
Протягом мільярдів років рослини перетворювали сонячне світло на енергію. В порівнянні з сонячними батареями,зробленими людьми, сонячні елементи рослин міцні, виготовлені з недорогих матеріалів та їх багато. Вчені не один рік б'ються над тим, щоб створити ефективніші, недорогі сонячні батареї.
Одним з найбільш перспективних досліджень у цьому відношенні єбатареї, які зроблені за подобою листя
Команда вчених зУніверситету Північної Каролінирозробила "штучне листя", яке являє собою наповнений гелем мішечок зі спеціальними хімічними речовинами і частинками рослин, включаючи трохи хлорофілу.
Вони досягли того, що молекули в гелі генерують слабкий електричний струм, і надалі сподіваються покращити ефективність свого пристрою.
5. Самоочисні поверхні
Листя це по суті вікно, через яке рослина отримує енергію. Брудне вікно пропустить менше енергії, позбавляючи рослину важливих поживних речовин. Ось чому поверхня більшості листя, хоч і здається гладкою, насправді покрита практично мікроскопічними борозенками. При цьому пил і бруд не можуть утриматися і накопичуються в цих борозенках, після чого дощ змиває непотрібне.
Як тільки люди уважніше придивилися до будови аркуша, вони змогли відтворити цю технологію для створення самоочищувальної фарби. Імітуючи піднесення і западинки на аркуші, така фарба утримує поверхню чистої і до того ж створює несприятливе середовище для бактерій і грибків, знижуючи рівень вмісту мікробів на 90 відсотків. Зараз багато компаній працюють над тим, щоб створити скло, що самоочищається, і бетон.
6. Раковини як рішення глобального потепління
Як правило, всі лиха навколишнього середовища викликані недоліком чогось, як нестачі чистої води, довкіллячи тварин. Глобальне потепління ж є результатом надмірної кількості вуглекислого газу в атмосфері.
При цьому вирішення проблеми може бути цілком простим, якщо звернутися до природи матінки.
Дослідники звернули увагу на те, що раковини складаються з карбонату кальцію, тобто з вуглекислого газу плюс кальцій, плюс молекули кисню. Так дослідники дійшли висновку, що вуглекислий газ можна легко перетворити на щось, що легко відокремити. Спостерігаючи за молюсками, вони знайшли спосіб перетворити шкідливий вуглекислий газ на твердий карбонат. На відміну від вже існуючих дорогих нейтралізаторів вуглекислого газу, такий твердий карбонат можна буде використовувати і як будівельний матеріал, що з часом окупить всю систему.
7. Бджоли - прекрасні керуючі
На погляд бджоли дуже прості істоти. Більшу частину дня вони проводять, допомагаючи квіткам запилюватись, і іноді шкодуючи когось і гине. Але з незрозумілої причини рій із сотень тисяч бджіл може працювати, як розумне єдине ціле, незважаючи на те, що жодна бджола окремо не здатна бачити далі свого власного завдання або генерувати складні думки. Мільйони місій зі збирання пилку організовані і виконуються як по годинах.
Так вперше сформульована 1989 року ідея у тому, що з правильному алгоритмі група недалеких індивідуумів, які мають знання загальну систему, тим щонайменше зможе здійснити свої повноваження. Так люди на чолі великої складної та некерованої системи почали розуміти корисністьРойового інтелектуі нещодавно застосували його для управління електричним навантаженням при мінімальному втручанні людини.
8. Аквапорин, як чудовий фільтр для води
Аквапорін -це клас білків у мембранах клітин. Їх основною функцією є регулювання потоку води, що надходить і виходить з клітини. Це абсолютно необхідна функція, тому що занадто багато води може призвести до того, що клітина лусне, а занадто мало призведе до їдження клітини. Також важливо підтримувати необхідний баланс різних іонів та розчинених речовин для правильної роботи клітини. Особливо добре аквапоринам вдається пропускати воду з та в клітину, не дозволяючи нічому зайвому пройти.
Так вчені змогли відтворити структуру аквапоринів для застосування у фільтрації води. Якщо цей проект виявиться успішним, то мембрани аквапорину станутьшвидким, відносно дешевим пристроєм для фільтрації води, який зможе фільтрувати будь-що. До того ж вони зможуть знесолювати воду, що на сьогоднішній день є дорогим та енергоємним процесом.
9. Жуки вирішують проблему нестачі води
Якщо говорити про воду, то, безумовно, її фільтрація це справа необхідна та корисна, але що якщо у вас немає води? Ключем до відповіді є жуки пустелі Наміб.Екзоскелет жука має геніальну систему для збирання вологи в посушливому регіоні, в якому випадає трохи більше 1 см опадів на рік.
Ця унікальна система, яка утримує вологу з повітря, забезпечує жуку приплив вологи, необхідний для життєдіяльності.
Вчені швидко вхопилися за ідею створення схожої системи для місць з обмеженим доступом до води, і створили поверхню, яка в поєднанні зі спеціальним матеріалом може утримувати воду з повітря так само, як жуки пустелі. Це принесе величезну користь таким місцям як Західна Сахара, де води дуже мало, і її потрібно переправляти з опріснювальних установок на узбережжі.
10. Шкіра акули якдезінфекційного засобу
Відомо, що акули неймовірно стійкі до паразитів, грибкових та бактеріальних інфекцій і все завдяки унікальній структурі поверхні їх шкіри.
Практично так само, як і у випадку з фарбою, що самоочищається,шипована поверхня шкіри акул створює середовище, несприятливе для різних мікробів. По суті, шкідникам нема куди сховатися, а рух по поверхні ушкоджує їх.
Вченим вдалося відтворити цю структуру на плівці, що клеїть, яку вони сподіваються застосувати в школах, лікарнях та інших місцях, де мешкають небезпечні мікроби.