Пронајдоци инспирирани од природата

Науката за биомиметика сега е во рана фаза на развој. Биомиметика е барање и позајмување на различни идеи од природата и нивна употреба за решавање на проблемите со кои се соочува човештвото. Оригиналноста, необичноста, беспрекорната точност и економичноста на ресурсите, во кои природата ги решава своите проблеми, едноставно не може, а да не воодушеви и да предизвика желба до одреден степен да ги копира овие неверојатни процеси, супстанции и структури. Терминот биомиметика е измислен во 1958 година од американскиот научник Џек Е. Стил. А зборот „бионика“ влезе во општа употреба во 70-тите години на минатиот век, кога на телевизија се појавија сериите „Човек од шест милиони долари“ и „Биотична жена“. Тим Мекги предупредува дека биометриката не треба директно да се меша со биоинспирираното моделирање бидејќи, за разлика од биомиметиката, биоинспирираното моделирање не ја нагласува економичното користење на ресурсите. Подолу се дадени примери за достигнувањата на биомиметиката, каде што овие разлики се најизразени. При создавањето на полимерни биомедицински материјали, се користеше принципот на работа на холотурската школка (морска краставица). Морските краставици имаат уникатна карактеристика - тие можат да ја променат тврдоста на колагенот што ја формира надворешната обвивка на нивното тело. Кога морската краставица ќе почувствува опасност, таа постојано ја зголемува цврстината на својата кожа, како да е искината од школка. Спротивно на тоа, ако треба да се притисне во тесен јаз, тој може толку да ослабне помеѓу елементите на неговата кожа што практично се претвора во течен желе. Група научници од Case Western Reserve успеаја да создадат материјал заснован на целулозни влакна со слични својства: во присуство на вода, овој материјал станува пластичен, а кога ќе испари, повторно се зацврстува. Научниците веруваат дека таков материјал е најпогоден за производство на интрацеребрални електроди, кои се користат, особено, кај Паркинсоновата болест. Кога ќе се вградат во мозокот, електродите направени од таков материјал ќе станат пластични и нема да го оштетат мозочното ткиво. Американската компанија за пакување Ecovative Design создаде група на обновливи и биоразградливи материјали кои можат да се користат за топлинска изолација, пакување, мебел и куќишта за компјутери. Мекги дури веќе има играчка направена од овој материјал. За производство на овие материјали се користат лушпите од ориз, хељда и памук, на кои се одгледува габата Pleurotus ostreatus (буковка). Мешавина која содржи клетки од буковец и водород пероксид се става во посебни калапи и се чува во темница така што производот се стврднува под влијание на мицелиумот од печурките. Производот потоа се суши за да се запре растот на габата и да се спречат алергии за време на употребата на производот. Анџела Белчер и нејзиниот тим создадоа батерија novub која користи модифициран вирус на бактериофаг М13. Тој е способен да се закачи за неоргански материјали како злато и кобалт оксид. Како резултат на самосклопување на вирусот, може да се добијат прилично долги наножици. Групата на Блечер успеа да состави многу од овие наножици, што резултираше во основата на многу моќна и исклучително компактна батерија. Во 2009 година, научниците ја демонстрираа можноста за користење на генетски модифициран вирус за создавање на анода и катода на литиум-јонска батерија. Австралија го разви најновиот систем за третман на отпадни води Biolytix. Овој филтер систем може многу брзо да ги претвори отпадните води и отпадот од храна во квалитетна вода што може да се користи за наводнување. Во системот Biolytix, црвите и почвените организми ја вршат целата работа. Користењето на системот Biolytix ја намалува потрошувачката на енергија за речиси 90% и работи речиси 10 пати поефикасно од конвенционалните системи за чистење. Младиот австралиски архитект Томас Херциг верува дека има огромни можности за архитектура на надувување. Според него, конструкциите на надувување се многу поефикасни од традиционалните, поради нивната леснотија и минималната потрошувачка на материјали. Причината лежи во тоа што силата на истегнување делува само на флексибилната мембрана, додека на силата на притисок се спротивставува друга еластична средина – воздухот, кој е присутен насекаде и потполно слободен. Благодарение на овој ефект, природата користи слични структури со милиони години: секое живо суштество се состои од клетки. Идејата за составување на архитектонски структури од модули на пневмоцели направени од ПВЦ се заснова на принципите на градење биолошки клеточни структури. Клетките, патентирани од Томас Херцог, се екстремно ниски трошоци и ви овозможуваат да креирате речиси неограничен број комбинации. Во овој случај, оштетувањето на една или дури неколку пневмо клетки нема да доведе до уништување на целата структура. Принципот на работа што го користи Calera Corporation во голема мера го имитира создавањето на природен цемент, кој коралите го користат во текот на нивниот живот за да извлечат калциум и магнезиум од морската вода со цел да синтетизираат карбонати на нормални температури и притисоци. А при создавањето на цементот Calera, јаглеродниот диоксид најпрво се претвора во јаглеродна киселина, од која потоа се добиваат карбонати. Мекги вели дека со овој метод, за да се произведе еден тон цемент, потребно е да се поправи приближно исто количество јаглерод диоксид. Производството на цемент на традиционален начин доведува до загадување со јаглерод диоксид, но оваа револуционерна технологија, напротив, зема јаглерод диоксид од околината. Американската компанија Новомер, која развива нови еколошки синтетички материјали, создаде технологија за производство на пластика, каде како главни суровини се користат јаглерод диоксид и јаглерод моноксид. Мекги ја нагласува вредноста на оваа технологија, бидејќи ослободувањето на стакленички гасови и други отровни гасови во атмосферата е еден од главните проблеми на современиот свет. Во технологијата за пластика на Новомер, новите полимери и пластика може да содржат до 50% јаглерод диоксид и јаглерод моноксид, а производството на овие материјали бара значително помалку енергија. Таквото производство ќе помогне да се врзат значителна количина на стакленички гасови, а самите овие материјали стануваат биоразградливи. Штом инсектот ќе го допре заробениот лист на месојадното растение за мува Венера, обликот на листот веднаш почнува да се менува, а инсектот се наоѓа во замка за смрт. Алфред Крозби и неговите колеги од Универзитетот Амхерст (Масачусетс) успеаја да создадат полимерен материјал кој е способен да реагира на сличен начин на најмали промени во притисокот, температурата или под влијание на електрична струја. Површината на овој материјал е покриена со микроскопски леќи исполнети со воздух кои можат многу брзо да ја променат својата закривеност (да станат конвексни или конкавни) со промени во притисокот, температурата или под влијание на струјата. Големината на овие микролеќи варира од 50 µm до 500 µm. Колку се помали самите леќи и растојанието меѓу нив, толку побрзо материјалот реагира на надворешните промени. Мекги вели дека она што го прави овој материјал посебен е тоа што е создаден на пресекот на микро- и нанотехнологијата. Школките, како и многу други бивалвни мекотели, се способни цврсто да се закачат на различни површини со помош на специјални, тешки протеински филаменти - т.н. Надворешниот заштитен слој на бисалната жлезда е разноврсен, исклучително издржлив и во исто време неверојатно еластичен материјал. Професорот по органска хемија Херберт Вејт од Универзитетот во Калифорнија долго време ги истражувал школките и успеал да создаде материјал чија структура е многу слична на материјалот што го произведуваат школките. Мекги вели дека Херберт Вејт отворил сосема ново поле на истражување и дека неговата работа веќе и помогнала на друга група научници да ја создадат технологијата PureBond за обработка на површини од дрвени панели без употреба на формалдехид и други високотоксични супстанции. Кожата на ајкулата има сосема уникатно својство – бактериите не се размножуваат на неа, а во исто време не е покриена со никаков бактерицидно лубрикант. Со други зборови, кожата не ги убива бактериите, тие едноставно не постојат на неа. Тајната лежи во посебна шема, која ја формираат најмалите крлушки од кожата на ајкулата. Поврзувајќи се едни со други, овие ваги формираат посебен модел во облик на дијамант. Овој модел е репродуциран на заштитниот антибактериски филм Sharklet. Мекги верува дека примената на оваа технологија е навистина неограничена. Навистина, примената на таква текстура која не дозволува бактериите да се размножуваат на површината на предметите во болниците и јавните места може да се ослободи од бактериите за 80%. Во овој случај, бактериите не се уништуваат и затоа не можат да стекнат отпорност, како што е случајот со антибиотиците. Sharklet Technology е првата технологија во светот која го инхибира растот на бактериите без употреба на токсични материи. според bigpikture.ru