Несложно прийти к выводу, что идея о самолетах была основана на птицах - одних из самых лучших пилотов в животном мире. За миллиарды лет, животные путем проб и ошибок преуспели в выполнении различных задач.
В результате, область биомимикрии, то есть наблюдение за природой, ее систем и процессов, чтобы черпать вдохновение для решения человеческих проблем, начала быстро развиваться.
Вот несколько примеров того, как природа послужила науке:
Пуленепробиваемая кожа
Вы наверно не раз слышали об удивительных свойствах паутины. Она в пять раз превышает прочность стали, вдохновив создание кевлара. Ученые пытались использовать несколько методов, чтобы воссоздать шелковую нить паука в больших масштабах через ряд оригинальных методов, таких как сращивание генов, способствующих выработке шелка паука с генами коз, чтобы произвести молоко с паучьими белками. Единственная проблема состоит в том, что ученым никак не удается получить искусственные нити, которые были бы такими же прочными, как и настоящий шелк пауков. О массовом выращивании пауков, как в случае с шелкопрядами, не может быть и речи, так как у пауков распространен каннибализм.
Тем не менее ученым удалось сделать невероятное достижение - пуленепробиваемую кожу. Соединив шелк паука с кожей, выращенной в лаборатории, ученые создали материал, который может остановить ускоряющуюся пулю. Конечно, при тестировании пулю выстреливали не в полную силу, и даже если бы пулю удалось остановить, удар привел бы к разрушению костей и разрыву внутренних органов. Однако в сочетании с современными бронежилетами можно создать практически безупречную защиту.
Обезьяны – старейшие фармацевты
Шимпанзе совершенствовались в поиске терапевтического лечения в окружающей их природе. Они настолько в этом преуспели, что ученые стали наблюдать за привычками шимпанзе, чтобы посмотреть, смогут ли они указать на вещества, которые станут полезны людям.
К сожалению, пока такой метод работает только в отношении шимпанзе, так как, например, то, что полезно для кошек, может быть токсичным и бесполезным для людей. Последние исследования показали, что род растений Вернония, к которым тяготеют шимпанзе в период болезни, эффективны в борьбе с множеством видов бактерий, вредных для людей. Самое приятное состоит в том, что лекарства, полученные в результате этого открытия, будут практически лишены побочных эффектов.
Термиты - удивительные архитекторы
Термиты немало преуспели в строительстве своих зданий. В некоторых частях Африки, их 2-3-х метровые термитники украшают пейзаж, словно жуткое кладбище для гигантов. И хотя такая высота может показаться вам не впечатляющей, по отношению к размеру самого термита эти холмы все равно, что гигантский небоскреб. И при этом эти труженики работают в условиях невыносимой жары.
Ученые и архитекторы, впечатленные гениальностью термитов, начали анализировать структуру термитников и смоделировали торговый центр Истгейт в Зимбабве. В чем особенность этого здания? Несмотря на то, что оно находится в стране, где дневная температура поднимается выше 40 градусов, оно остается относительно прохладным. Его уникальный дизайн, вдохновленный термитами, эффективно поглощает и выпускает излишки тепла и потребляет всего 10 процентов энергии по сравнению с аналогичными зданиями.
Солнечные батареи, основанные на листьях
В течение миллиардов лет растения превращали солнечный свет в энергию. По сравнению с солнечными батареями, сделанными людьми, солнечные элементы растений прочны, сделаны из недорогих материалов и их много. Ученые не один год бьются над тем, чтобы создать более эффективные, недорогие солнечные батареи.
Одним из самых многообещающих исследований в этом отношении являются батареи, который сделаны по подобию листьев.
Команда ученых из Университета Северной Каролины разработали "искусственные листья", которые представляют собой наполненный гелем мешочек со специальными химическими веществами и частичками растений, включая немного хлорофилла.
Они добились того, что молекулы в геле генерируют слабый электрический ток, и в дальнейшем надеются улучшить эффективность своего устройства.
Самоочищающиеся поверхности
Листья это по сути окно, через которое растение получает энергию. Грязное окно пропустит меньше энергии, лишая растение важных питательных веществ. Вот почему поверхность большинства листьев, хотя и кажется гладкой, на самом деле покрыта практически микроскопическими бороздками. При этом пыль и грязь не могут удержаться и скапливаются в этих бороздках, после чего дождь смывает все ненужное.
Как только люди внимательнее присмотрелись к строению листа, они смогли воссоздать эту технологию для создания самоочищающейся краски. Имитируя возвышения и впадинки на листе, такая краска удерживает поверхность чистой и к тому же создает неблагоприятную среду для бактерий и грибков, снижая уровень содержания микробов на 90 процентов. Сейчас многие компании работают над тем, чтобы создать самоочищающееся стекло и бетон.
Раковины, как решение глобального потепления
Как правило, все бедствия окружающей среды вызваны недостатком чего-то, как то недостатка чистой воды, среды обитания или животных. Глобальное потепление же, является результатом чрезмерного количества углекислого газа в атмосфере.
При этом решение проблемы может быть вполне простым, если обратиться к природе матушке.
Исследователи обратили внимание на то, что раковины состоят из карбоната кальция, другими словами из углекислого газа плюс кальций, плюс молекулы кислорода. Так исследователи пришли к выводу, что углекислый газ можно легко превратить во что-то, что будет легко отделить. Наблюдая за моллюсками, они нашли способ превратить вредный углекислый газ в твердый карбонат. В отличие от уже существующих дорогостоящих нейтрализаторов углекислого газа, такой твердый карбонат можно будет использовать и как строительный материал, что со временем окупит всю систему.
Пчелы - прекрасные управляющие
На первый взгляд пчелы весьма простые существа. Большую часть дня они проводят, помогая цветкам опыляться, и иногда жаля кого-то и погибая. Но по непонятной причине рой из сотен тысяч пчел может работать, как разумное единое целое, несмотря на то, что ни одна пчела в отдельности не способна видеть дальше своей собственной задачи или генерировать сложные мысли. Миллионы миссий по собиранию пыльцы организованны и выполняются, как по часам.
Так впервые сформулированная в 1989 году идея состоит в том, что при правильном алгоритме группа недалеких индивидуумов, не имеющих знаний об общей системе, тем не менее сможет осуществить свои полномочия. Так люди во главе большой сложной и неуправляемой системы начали понимать полезность Роевого интеллекта и недавно применили его для управления электрической нагрузки при минимальном вмешательстве человека.
Аквапорин, как великолепный фильтр для воды
Аквапорин - это класс белков в мембранах клеток. Их основной функцией является регулирование потока воды поступающей и выходящей из клетки. Это абсолютно необходимая функция, так как слишком много воды может привести к тому, что клетка лопнет, а слишком мало приведет к съеживанию клетки. Также важно поддерживать необходимый баланс различных ионов и растворенных веществ для правильной работы клетки. Особенно хорошо аквапоринам удается пропускать воду из и в клетку, не позволяя ничему лишнему пройти.
Так ученые смогли воссоздать структуру аквапоринов для применения в фильтрации воды. Если этот проект окажется успешным, то мембраны аквапорина станут быстрым, относительно дешевым устройством для фильтрации воды, которое сможет фильтровать что угодно. К тому же, они смогут обессоливать воду, что на сегодняшний день является дорогостоящим и энергоемким процессом.
Жуки решают проблему нехватки воды
Если говорить о воде, то, безусловно, ее фильтрация это дело необходимое и полезное, но что если у вас нет воды? Ключом к ответу послужат жуки пустыни Намиб. Экзоскелет жука имеет гениальную систему для сбора влаги в засушливом регионе, в котором выпадает чуть больше 1 см осадков в год.
Эта уникальная система, которая удерживает влагу из воздуха, обеспечивает жуку приток влаги, необходимый для жизнедеятельности.
Ученые быстро ухватились за идею создания похожей системы для мест с ограниченным доступом к воде, и создали поверхность, которая в сочетании со специальным материалом может удерживать воду из воздуха так же, как жуки пустыни. Это принесет огромную пользу таким местам, как Западная Сахара, где воды очень мало, и ее нужно переправлять из опреснительных установок на побережье.
Кожа акулы в качестве дезинфицирующего средства
Известно, что акулы невероятно устойчивы к паразитам, грибковым и бактериальным инфекциям и все благодаря уникальной структуре поверхности их кожи.
Практически так же, как и в случае с самоочищающейся краской, шипованная поверхность кожи акул создает среду, неблагоприятную для различных микробов. По сути, вредителям некуда спрятаться, а движение по поверхности повреждает их.
Ученым удалось воссоздать эту структуру на клеящей пленке, которую они надеются применить в школах, больницах и других местах, где обитают опасные микробы.
