Изуми инспирисани природом

Наука о биомиметици је сада у раној фази развоја. Биомиметицс је тражење и позајмљивање разних идеја из природе и њихово коришћење за решавање проблема са којима се човечанство суочава. Оригиналност, необичност, беспрекорна тачност и економичност ресурса, у којима природа решава своје проблеме, једноставно не могу а да не одушевљавају и изазивају жељу да се ови невероватни процеси, супстанце и структуре донекле копирају. Термин биомиметика сковао је 1958. амерички научник Џек Е. Стил. А реч „бионика” ушла је у општу употребу 70-их година прошлог века, када су се на телевизији појавиле серије „Човек од шест милиона долара” и „Биотичка жена”. Тим МцГее упозорава да биометрију не треба директно мешати са биоинспирисаним моделирањем јер, за разлику од биомиметике, биоинспирисано моделирање не наглашава економичну употребу ресурса. У наставку дајемо примере достигнућа биомиметике, где су ове разлике најизраженије. Приликом креирања полимерних биомедицинских материјала коришћен је принцип рада холотурске шкољке (морски краставац). Морски краставци имају јединствену особину - могу да промене тврдоћу колагена који чини спољашњи омотач њиховог тела. Када морски краставац осети опасност, он више пута повећава крутост своје кожице, као да је поцепан шкољком. Насупрот томе, ако треба да се стисне у уску празнину, може толико ослабити између елемената своје коже да се она практично претвори у течни желе. Група научника из Цасе Вестерн Ресерве успела је да створи материјал на бази целулозних влакана сличних својстава: у присуству воде овај материјал постаје пластичан, а када испари, поново се учвршћује. Научници верују да је такав материјал најпогоднији за производњу интрацеребралних електрода, које се користе, посебно, код Паркинсонове болести. Када се имплантирају у мозак, електроде направљене од таквог материјала постаће пластичне и неће оштетити мождано ткиво. Америчка компанија за паковање Ецовативе Десигн креирала је групу обновљивих и биоразградивих материјала који се могу користити за топлотну изолацију, паковање, намештај и кућишта рачунара. МцГее чак већ има играчку направљену од овог материјала. За производњу ових материјала користе се љуске пиринча, хељде и памука на којима се узгаја гљива Плеуротус остреатус (буковача). Мешавина која садржи ћелије буковаче и водоник-пероксид ставља се у посебне калупе и држи у мраку како би се производ стврднуо под дејством мицелија печурака. Производ се затим суши да би се зауставио раст гљивица и спречиле алергије током употребе производа. Ангела Белцхер и њен тим направили су новуб батерију која користи модификовани М13 вирус бактериофага. У стању је да се веже за неорганске материјале као што су злато и кобалт оксид. Као резултат самосастављања вируса, могу се добити прилично дугачке наножице. Блечерова група је успела да састави многе од ових наножица, што је резултирало основом веома моћне и изузетно компактне батерије. Научници су 2009. демонстрирали могућност коришћења генетски модификованог вируса за стварање аноде и катоде литијум-јонске батерије. Аустралија је развила најновији Биолитик систем за пречишћавање отпадних вода. Овај систем филтера може врло брзо претворити канализацију и отпад од хране у квалитетну воду која се може користити за наводњавање. У систему Биолитик, црви и организми из земље обављају сав посао. Коришћење Биолитик система смањује потрошњу енергије за скоро 90% и ради скоро 10 пута ефикасније од конвенционалних система за чишћење. Млади аустралијски архитекта Томас Херциг верује да постоје огромне могућности за архитектуру на надувавање. По његовом мишљењу, конструкције на надувавање су много ефикасније од традиционалних, због своје лакоће и минималне потрошње материјала. Разлог лежи у чињеници да сила затезања делује само на флексибилну мембрану, док се сили притиска супротставља други еластични медиј – ваздух, који је свуда присутан и потпуно слободан. Захваљујући овом ефекту, природа користи сличне структуре милионима година: свако живо биће се састоји од ћелија. Идеја монтаже архитектонских конструкција од пнеумоћелијских модула од ПВЦ-а заснива се на принципима изградње биолошких ћелијских структура. Ћелије, које је патентирао Тхомас Херзог, су изузетно ниске цене и омогућавају вам да креирате скоро неограничен број комбинација. У овом случају оштећење једне или чак неколико пнеумоћелија неће довести до уништења целе структуре. Принцип рада који користи корпорација Цалера у великој мери опонаша стварање природног цемента, који корали користе током свог живота за издвајање калцијума и магнезијума из морске воде како би синтетизовали карбонате на нормалним температурама и притисцима. А у стварању Цалера цемента, угљен-диоксид се прво претвара у угљену киселину, из које се затим добијају карбонати. МцГее каже да је овом методом за производњу једне тоне цемента потребно фиксирати отприлике исту количину угљен-диоксида. Производња цемента на традиционалан начин доводи до загађења угљен-диоксидом, али ова револуционарна технологија, напротив, узима угљен-диоксид из околине. Америчка компанија Новомер, која развија нове еколошки прихватљиве синтетичке материјале, створила је технологију за производњу пластике, где се као главне сировине користе угљен-диоксид и угљен-моноксид. МцГее истиче вредност ове технологије, јер је испуштање гасова стаклене баште и других токсичних гасова у атмосферу један од главних проблема савременог света. У Новомеровој технологији пластике, нови полимери и пластика могу да садрже до 50% угљен-диоксида и угљен-моноксида, а производња ових материјала захтева знатно мање енергије. Таква производња ће помоћи да се веже значајна количина гасова стаклене баште, а ови материјали сами постају биоразградиви. Чим инсект дотакне заробљени лист биљке венерине мухоловке месождерке, облик листа одмах почиње да се мења и инсект се нађе у смртној замци. Алфред Кросби и његове колеге са Универзитета Амхерст (Масачусетс) успели су да створе полимерни материјал који је у стању да реагује на сличан начин и на најмању промену притиска, температуре или под утицајем електричне струје. Површина овог материјала је прекривена микроскопским, ваздухом пуњеним сочивима која врло брзо могу да промене своју кривину (постају конвексна или конкавна) са променама притиска, температуре или под утицајем струје. Величина ових микросочива варира од 50 µм до 500 µм. Што су сама сочива и растојање између њих мања, материјал брже реагује на спољашње промене. МцГее каже да оно што овај материјал чини посебним је то што је настао на раскрсници микро- и нанотехнологије. Дагње, као и многе друге шкољке, у стању су да се чврсто причврсте за различите површине уз помоћ специјалних, чврстих протеинских филамената - такозваног бисуса. Спољни заштитни слој бисалне жлезде је свестран, изузетно издржљив и истовремено невероватно еластичан материјал. Професор органске хемије Херберт Вејт са Калифорнијског универзитета веома дуго је истраживао дагње и успео је да поново створи материјал чија је структура веома слична материјалу који производе дагње. Мекги каже да је Херберт Вејт отворио потпуно ново поље истраживања и да је његов рад већ помогао другој групи научника да створи ПуреБонд технологију за обраду дрвених плоча без употребе формалдехида и других високо токсичних супстанци. Кожа ајкуле има потпуно јединствено својство – на њој се не размножавају бактерије, а притом није прекривена никаквим бактерицидним мазивом. Другим речима, кожа не убија бактерије, оне на њој једноставно не постоје. Тајна лежи у посебном узорку, који се формира од најмањих љуски коже ајкуле. Повезујући се једна са другом, ове ваге формирају посебан узорак у облику дијаманта. Овај образац је репродукован на заштитном антибактеријском филму Схарклет. МцГее верује да је примена ове технологије заиста неограничена. Заиста, примена такве текстуре која не дозвољава бактеријама да се размножавају на површини објеката у болницама и на јавним местима може да се ослободи бактерија за 80%. У овом случају, бактерије се не уништавају, па стога не могу стећи отпорност, као што је случај са антибиотицима. Схарклет Тецхнологи је прва светска технологија која инхибира раст бактерија без употребе токсичних супстанци. према бигпиктуре.ру