Tabiatdan ilhomlangan ixtirolar

Biomimetika fani hozir rivojlanishning dastlabki bosqichida. Biomimetika tabiatdan turli g'oyalarni izlash va o'zlashtirish va ulardan insoniyat oldida turgan muammolarni hal qilishda foydalanishdir. Tabiat o'z muammolarini hal qiladigan o'ziga xoslik, g'ayrioddiylik, benuqson aniqlik va resurslarning tejamkorligi bu ajoyib jarayonlarni, moddalarni va tuzilmalarni ma'lum darajada nusxalash istagini quvontirmaydi va qo'zg'atmaydi. Biomimetika atamasi 1958 yilda amerikalik olim Jek E. Stil tomonidan kiritilgan. Va "bionika" so'zi o'tgan asrning 70-yillarida, televizorda "Olti million dollarlik odam" va "Biotik ayol" seriallari paydo bo'lganida umumiy foydalanishga kirdi. Tim MakGi biometrikani bioinspired modellashtirish bilan bevosita aralashtirib yubormaslik kerakligi haqida ogohlantiradi, chunki biomimetikadan farqli o'laroq, bioilhomlangan modellashtirish resurslardan tejamkor foydalanishga urg'u bermaydi. Quyida biomimetika yutuqlarining misollari keltirilgan, bu erda bu farqlar eng aniq namoyon bo'ladi. Polimer biomedikal materiallarni yaratishda holoturian qobig'ining (dengiz bodringi) ishlash printsipi ishlatilgan. Dengiz bodringlari o'ziga xos xususiyatga ega - ular tanasining tashqi qoplamini tashkil etuvchi kollagenning qattiqligini o'zgartirishi mumkin. Dengiz bodringi xavf-xatarni sezganida, xuddi qobiq bilan yirtilgandek, terining qattiqligini qayta-qayta oshiradi. Aksincha, agar u tor bo'shliqqa siqish kerak bo'lsa, u terining elementlari orasida shunchalik zaiflashishi mumkinki, u amalda suyuq jelega aylanadi. Case Western Reserve olimlari guruhi xuddi shunday xususiyatlarga ega tsellyuloza tolalari asosida material yaratishga muvaffaq bo'ldi: suv borligida bu material plastmassaga aylanadi va bug'langanda yana qotib qoladi. Olimlarning fikricha, bunday material, xususan, Parkinson kasalligida qo'llaniladigan intraserebral elektrodlarni ishlab chiqarish uchun eng mos keladi. Miyaga implantatsiya qilinganida, bunday materialdan tayyorlangan elektrodlar plastik bo'lib qoladi va miya to'qimalariga zarar etkazmaydi. AQShning Ecovative Design qadoqlash kompaniyasi issiqlik izolyatsiyasi, qadoqlash, mebel va kompyuter korpuslari uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan qayta tiklanadigan va biologik parchalanadigan materiallar guruhini yaratdi. MakGida allaqachon ushbu materialdan tayyorlangan o'yinchoq bor. Ushbu materiallarni ishlab chiqarish uchun guruch, grechka va paxta qobig'i ishlatiladi, ularda Pleurotus ostreatus qo'ziqorini (istiridye qo'ziqorini) etishtiriladi. Oster qo'ziqorin hujayralari va vodorod periksni o'z ichiga olgan aralash maxsus qoliplarga joylashtiriladi va qorong'ida saqlanadi, shunda mahsulot qo'ziqorin mitseliyasi ta'sirida qattiqlashadi. Keyin qo'ziqorin o'sishini to'xtatish va mahsulotni ishlatish paytida allergiyani oldini olish uchun mahsulot quritiladi. Anjela Belcher va uning jamoasi modifikatsiyalangan M13 bakteriofag virusidan foydalanadigan novub batareyasini yaratdi. U oltin va kobalt oksidi kabi noorganik materiallarga yopishib oladi. Virusni o'z-o'zidan yig'ish natijasida ancha uzun nanosimlarni olish mumkin. Bletcher guruhi ushbu nanosimlarning ko'pini yig'ishga muvaffaq bo'ldi, natijada juda kuchli va o'ta ixcham akkumulyator asosini yaratdi. 2009-yilda olimlar litiy-ionli akkumulyatorning anod va katodini yaratish uchun genetik modifikatsiyalangan virusdan foydalanish imkoniyatini namoyish qilishdi. Avstraliya eng yangi Biolytix oqava suvlarni tozalash tizimini ishlab chiqdi. Ushbu filtr tizimi juda tez kanalizatsiya va oziq-ovqat chiqindilarini sug'orish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan sifatli suvga aylantira oladi. Biolytix tizimida qurtlar va tuproq organizmlari barcha ishlarni bajaradi. Biolytix tizimidan foydalanish energiya sarfini deyarli 90% ga kamaytiradi va an'anaviy tozalash tizimlariga qaraganda deyarli 10 barobar samaraliroq ishlaydi. Avstraliyalik yosh arxitektor Tomas Gertsig puflanuvchi arxitektura uchun katta imkoniyatlar borligiga ishonadi. Uning fikriga ko'ra, shamollatiladigan konstruktsiyalar engilligi va minimal moddiy iste'moli tufayli an'anaviylarga qaraganda ancha samarali. Buning sababi shundaki, kuchlanish kuchi faqat egiluvchan membranada ta'sir qiladi, bosim kuchi esa boshqa elastik muhit - hamma joyda mavjud bo'lgan havo bilan to'qnash keladi. Ushbu ta'sir tufayli tabiat millionlab yillar davomida shunga o'xshash tuzilmalardan foydalanmoqda: har bir tirik mavjudot hujayralardan iborat. PVXdan tayyorlangan pnevmosel modullaridan me'moriy tuzilmalarni yig'ish g'oyasi biologik uyali tuzilmalarni qurish tamoyillariga asoslanadi. Tomas Herzog tomonidan patentlangan hujayralar juda arzon va deyarli cheksiz miqdordagi kombinatsiyalarni yaratishga imkon beradi. Bunday holda, bir yoki hatto bir nechta pnevmocelllarning shikastlanishi butun tuzilishning yo'q qilinishiga olib kelmaydi. Calera korporatsiyasi tomonidan qo'llaniladigan ishlash printsipi ko'p jihatdan marjonlar normal harorat va bosimlarda karbonatlarni sintez qilish uchun dengiz suvidan kaltsiy va magniy olish uchun foydalanadigan tabiiy tsementni yaratishga taqlid qiladi. Va Kalera tsementini yaratishda karbonat angidrid birinchi navbatda karbonat kislotasiga aylanadi, undan keyin karbonatlar olinadi. MakGining aytishicha, bu usul bilan bir tonna tsement ishlab chiqarish uchun taxminan bir xil miqdordagi karbonat angidridni tuzatish kerak. An'anaviy tarzda tsement ishlab chiqarish karbonat angidrid bilan ifloslanishiga olib keladi, ammo bu inqilobiy texnologiya, aksincha, atrof-muhitdan karbonat angidridni oladi. Yangi ekologik toza sintetik materiallar ishlab chiqaruvchi Amerikaning Novomer kompaniyasi plastmassa ishlab chiqarish texnologiyasini yaratdi, bu erda karbonat angidrid va karbon monoksit asosiy xom ashyo sifatida ishlatiladi. MakGi ushbu texnologiyaning ahamiyatini ta'kidlaydi, chunki atmosferaga issiqxona gazlari va boshqa zaharli gazlar chiqishi zamonaviy dunyoning asosiy muammolaridan biridir. Novomerning plastmassa texnologiyasida yangi polimerlar va plastmassalar 50% gacha karbonat angidrid va karbon monoksitni o'z ichiga olishi mumkin va bu materiallarni ishlab chiqarish sezilarli darajada kamroq energiya talab qiladi. Bunday ishlab chiqarish issiqxona gazlarining katta miqdorini bog'lashga yordam beradi va bu materiallarning o'zi biologik parchalanadigan bo'ladi. Yirtqich Venera chivinli o‘simligining tutqich bargiga hasharot tegishi bilanoq bargning shakli o‘zgara boshlaydi va hasharot o‘lim tuzog‘iga tushib qoladi. Alfred Krosbi va uning Amherst universiteti (Massachusets)dagi hamkasblari bosim, harorat yoki elektr tokining ta'siri ostidagi eng kichik o'zgarishlarga ham xuddi shunday reaksiyaga kirisha oladigan polimer materialni yaratishga muvaffaq bo'lishdi. Ushbu materialning yuzasi mikroskopik, havo bilan to'ldirilgan linzalar bilan qoplangan bo'lib, ular bosim, harorat yoki oqim ta'sirida o'zlarining egriligini juda tez o'zgartira oladi (qavariq yoki konkavga aylanadi). Ushbu mikrolinzalarning o'lchamlari 50 mkm dan 500 mkm gacha o'zgarib turadi. Linzalarning o'zlari va ular orasidagi masofa qanchalik kichik bo'lsa, material tashqi o'zgarishlarga tezroq ta'sir qiladi. MakGining aytishicha, bu materialni o‘ziga xos qiladigan jihati shundaki, u mikro- va nanotexnologiyalar chorrahasida yaratilgan. Midiya, boshqa ko'plab ikki pallali mollyuskalar kabi, maxsus, og'ir proteinli filamentlar - byssus deb ataladigan yordami bilan turli sirtlarga mahkam yopishishi mumkin. Byssal bezining tashqi himoya qatlami ko'p qirrali, juda bardoshli va ayni paytda ajoyib elastik materialdir. Kaliforniya universitetining organik kimyo professori Gerbert Ueyt juda uzoq vaqt davomida midiya ustida tadqiqot olib bordi va u tuzilishi midiya ishlab chiqaradigan materialga juda o'xshash materialni qayta yaratishga muvaffaq bo'ldi. MakGining so'zlariga ko'ra, Gerbert Ueyt butunlay yangi tadqiqot sohasini ochgan va uning ishi allaqachon boshqa bir guruh olimlarga formaldegid va boshqa o'ta zaharli moddalardan foydalanmasdan yog'och panellar yuzalarini davolash uchun PureBond texnologiyasini yaratishga yordam bergan. Shark terisi mutlaqo noyob xususiyatga ega - bakteriyalar unda ko'paymaydi va shu bilan birga u hech qanday bakteritsid moylash bilan qoplanmaydi. Boshqacha qilib aytganda, teri bakteriyalarni o'ldirmaydi, ular shunchaki mavjud emas. Buning siri akula terisining eng kichik tarozilaridan hosil bo'lgan maxsus naqshda yotadi. Bir-biri bilan bog'langan bu tarozilar olmos shaklidagi maxsus naqsh hosil qiladi. Ushbu naqsh Sharklet himoya antibakterial plyonkasida aks ettirilgan. MakGi ushbu texnologiyani qo'llash haqiqatan ham cheksiz deb hisoblaydi. Haqiqatan ham, kasalxonalar va jamoat joylaridagi ob'ektlar yuzasida bakteriyalarni ko'paytirishga imkon bermaydigan bunday to'qimalarni qo'llash bakteriyalardan 80% xalos bo'lishi mumkin. Bunday holda, bakteriyalar yo'q qilinmaydi va shuning uchun ular antibiotiklarda bo'lgani kabi qarshilik ko'rsata olmaydi. Sharklet Technology - bu zaharli moddalardan foydalanmasdan bakteriyalar ko'payishini inhibe qiluvchi dunyodagi birinchi texnologiya. Bu haqda bigpikture.ru xabar bermoqda