Doğadan ilham alan icatlar

Biyomimetik bilimi şu anda gelişiminin erken bir aşamasındadır. biyomimetik Doğadan çeşitli fikirlerin aranması ve ödünç alınması ve bunların insanlığın karşılaştığı sorunları çözmek için kullanılmasıdır. Doğanın sorunlarını çözdüğü kaynakların özgünlüğü, olağandışılığı, kusursuz doğruluğu ve ekonomisi, bu şaşırtıcı süreçleri, maddeleri ve yapıları bir dereceye kadar kopyalamak için zevk ve istek uyandıramaz. Biyomimetik terimi 1958'de Amerikalı bilim adamı Jack E. Steele tarafından icat edildi. Ve "biyonik" kelimesi, geçen yüzyılın 70'lerinde, "Altı Milyon Dolarlık Adam" ve "Biyotik Kadın" dizilerinin televizyonda göründüğü zaman genel kullanıma girdi. Tim McGee, biyometrinin biyo-ilhamlı modelleme ile doğrudan karıştırılmaması gerektiğine dikkat çekiyor, çünkü biyomimetikten farklı olarak biyo-ilhamlı modelleme, kaynakların ekonomik kullanımını vurgulamıyor. Aşağıda, bu farklılıkların en belirgin olduğu biyomimetiğin başarılarına ilişkin örnekler verilmiştir. Polimerik biyomedikal malzemeler oluşturulurken holothurian kabuğunun (deniz hıyarı) çalışma prensibi kullanıldı. Deniz hıyarlarının benzersiz bir özelliği vardır - vücutlarının dış kaplamasını oluşturan kolajenin sertliğini değiştirebilirler. Deniz hıyarı tehlikeyi algıladığında, derisinin sertliğini bir kabuk tarafından parçalanmış gibi art arda artırır. Tersine, dar bir boşluğa sıkışması gerekiyorsa, derisinin öğeleri arasında o kadar zayıflayabilir ki, neredeyse sıvı bir jöleye dönüşür. Case Western Reserve'den bir grup bilim insanı, benzer özelliklere sahip selüloz liflerine dayalı bir malzeme oluşturmayı başardı: Su varlığında bu malzeme plastik hale geliyor ve buharlaştığında tekrar katılaşıyor. Bilim adamları, bu tür malzemelerin, özellikle Parkinson hastalığında kullanılan intraserebral elektrotların üretimi için en uygun olduğuna inanmaktadır. Bu malzemeden yapılan elektrotlar beyne yerleştirildiğinde plastikleşecek ve beyin dokusuna zarar vermeyecektir. ABD'li ambalaj şirketi Ecovative Design, ısı yalıtımı, ambalaj, mobilya ve bilgisayar kasaları için kullanılabilecek yenilenebilir ve biyolojik olarak parçalanabilen bir malzeme grubu yarattı. McGee'nin bu malzemeden yapılmış bir oyuncağı bile var. Bu malzemelerin üretimi için, üzerinde Pleurotus ostreatus (istiridye mantarı) mantarının yetiştirildiği pirinç, karabuğday ve pamuk kabukları kullanılır. İstiridye mantarı hücreleri ve hidrojen peroksit içeren karışım özel kalıplara konularak karanlıkta bekletilerek ürünün mantar miselyumunun etkisiyle sertleşmesi sağlanır. Ürün daha sonra mantarın büyümesini durdurmak ve ürünün kullanımı sırasında alerjileri önlemek için kurutulur. Angela Belcher ve ekibi, değiştirilmiş bir M13 bakteriyofaj virüsü kullanan bir novub pil yarattı. Altın ve kobalt oksit gibi inorganik maddelere yapışabilir. Virüsün kendi kendine montajının bir sonucu olarak, oldukça uzun nanoteller elde edilebilir. Bletcher'ın grubu, bu nanotellerin çoğunu bir araya getirmeyi başardı ve bu da çok güçlü ve son derece kompakt bir pilin temelini oluşturdu. 2009'da bilim adamları, bir lityum iyon pilin anot ve katotunu oluşturmak için genetiği değiştirilmiş bir virüs kullanma olasılığını gösterdiler. Avustralya, en yeni Biolytix atık su arıtma sistemini geliştirdi. Bu filtre sistemi, kanalizasyon ve gıda atıklarını çok hızlı bir şekilde sulama için kullanılabilecek kaliteli suya dönüştürebilir. Biolytix sisteminde tüm işi solucanlar ve toprak organizmaları yapar. Biolytix sisteminin kullanılması, enerji tüketimini neredeyse %90 oranında azaltır ve geleneksel temizleme sistemlerinden neredeyse 10 kat daha verimli çalışır. Genç Avustralyalı mimar Thomas Herzig, şişme mimari için çok büyük fırsatlar olduğuna inanıyor. Onun görüşüne göre, şişirilebilir yapılar, hafiflikleri ve minimum malzeme tüketimi nedeniyle geleneksel yapılardan çok daha verimlidir. Bunun nedeni, çekme kuvvetinin sadece esnek zar üzerinde etkili olması ve sıkıştırma kuvvetine her yerde bulunan ve tamamen serbest olan başka bir elastik ortam olan havanın karşı çıkması gerçeğinde yatmaktadır. Bu etki sayesinde doğa milyonlarca yıldır benzer yapıları kullanıyor: her canlı hücrelerden oluşuyor. PVC'den yapılmış pnömosel modüllerinden mimari yapıların birleştirilmesi fikri, biyolojik hücresel yapıların inşa edilmesi ilkelerine dayanmaktadır. Thomas Herzog tarafından patentli hücreler son derece düşük maliyetlidir ve neredeyse sınırsız sayıda kombinasyon oluşturmanıza olanak tanır. Bu durumda, bir veya birkaç pnömoselin hasar görmesi, tüm yapının yok edilmesini gerektirmeyecektir. Calera Corporation tarafından kullanılan çalışma prensibi, mercanların yaşamları boyunca normal sıcaklık ve basınçlarda karbonatları sentezlemek için deniz suyundan kalsiyum ve magnezyum çıkarmak için kullandıkları doğal çimentonun oluşturulmasını büyük ölçüde taklit eder. Ve Calera çimentosunun oluşturulmasında, karbondioksit önce karbonatların elde edildiği karbonik aside dönüştürülür. McGee, bu yöntemle bir ton çimento üretmek için yaklaşık aynı miktarda karbondioksiti sabitlemek gerektiğini söylüyor. Geleneksel yöntemle çimento üretimi karbondioksit kirliliğine yol açmaktadır ancak bu devrim niteliğindeki teknoloji tam tersine çevreden karbondioksit almaktadır. Çevre dostu yeni sentetik malzemeler geliştiren Amerikan şirketi Novomer, ana hammadde olarak karbondioksit ve karbon monoksitin kullanıldığı plastik üretimi için bir teknoloji yarattı. Sera gazlarının ve diğer zehirli gazların atmosfere salınması modern dünyanın temel sorunlarından biri olduğu için McGee bu teknolojinin değerini vurgulamaktadır. Novomer'in plastik teknolojisinde, yeni polimerler ve plastikler %50'ye kadar karbondioksit ve karbon monoksit içerebilir ve bu malzemelerin üretimi önemli ölçüde daha az enerji gerektirir. Bu tür üretim, önemli miktarda sera gazının bağlanmasına yardımcı olacak ve bu malzemelerin kendileri biyolojik olarak parçalanabilir hale gelecektir. Bir böcek, etobur bir Venüs sinek kapanı bitkisinin tuzak yaprağına dokunduğu anda yaprağın şekli hemen değişmeye başlar ve böcek kendini bir ölüm tuzağının içinde bulur. Amherst Üniversitesi'nden (Massachusetts) Alfred Crosby ve meslektaşları, basınç, sıcaklık veya elektrik akımının etkisi altında en ufak değişikliklere benzer şekilde tepki verebilen bir polimer malzeme yaratmayı başardılar. Bu malzemenin yüzeyi, basınç, sıcaklık değişiklikleri veya akımın etkisi altında eğriliklerini çok hızlı bir şekilde değiştirebilen (dışbükey veya içbükey olabilen) mikroskobik, hava dolu merceklerle kaplıdır. Bu mikro merceklerin boyutu 50 µm ila 500 µm arasında değişmektedir. Lenslerin kendileri ve aralarındaki mesafe ne kadar küçük olursa, malzeme dış değişikliklere o kadar hızlı tepki verir. McGee, bu malzemeyi özel yapan şeyin, mikro ve nanoteknolojinin kesişiminde oluşturulmuş olması olduğunu söylüyor. Midyeler, diğer birçok çift kabuklu yumuşakçalar gibi, byssus adı verilen özel, ağır hizmet protein filamentlerinin yardımıyla çeşitli yüzeylere sıkıca tutunabilir. Byssal bezinin dış koruyucu tabakası çok yönlü, son derece dayanıklı ve aynı zamanda inanılmaz derecede elastik bir malzemedir. California Üniversitesi'nden Organik Kimya Profesörü Herbert Waite çok uzun süredir midyeleri araştırıyor ve yapısı midyelerin ürettiği malzemeye çok benzeyen bir malzemeyi yeniden yaratmayı başardı. McGee, Herbert Waite'in yepyeni bir araştırma alanı açtığını ve çalışmalarının başka bir grup bilim insanının formaldehit ve diğer yüksek derecede toksik maddeler kullanmadan ahşap panel yüzeylerini işlemek için PureBond teknolojisi oluşturmasına yardımcı olduğunu söylüyor. Köpekbalığı derisinin tamamen benzersiz bir özelliği vardır - bakteriler üzerinde çoğalmaz ve aynı zamanda herhangi bir bakterisidal yağlayıcı ile kaplanmaz. Başka bir deyişle, cilt bakterileri öldürmez, sadece üzerinde bulunmazlar. İşin sırrı, köpekbalığı derisinin en küçük pullarından oluşan özel bir desende yatmaktadır. Bu teraziler birbirine bağlanarak özel bir baklava deseni oluşturur. Bu model, Sharklet koruyucu antibakteriyel film üzerinde yeniden üretilmiştir. McGee, bu teknolojinin uygulanmasının gerçekten sınırsız olduğuna inanıyor. Nitekim hastanelerde ve halka açık yerlerde nesnelerin yüzeyinde bakterilerin çoğalmasına izin vermeyen böyle bir dokunun uygulanması bakterilerden %80 oranında kurtulabilir. Bu durumda bakteriler yok edilmez ve bu nedenle antibiyotiklerde olduğu gibi direnç kazanamazlar. Sharklet Technology, toksik maddeler kullanmadan bakteri üremesini engelleyen dünyanın ilk teknolojisidir. bigpikture.ru'ya göre