Az első, amit a Smithsonian Természettudományi Múzeumban az entomológiai gyűjtemények osztályán, a Lepidoptera osztálynál észlel, gyenge, megfoghatatlanul szagú. Molyirtó. Röviden átgondoltam a lepkék (és a pillangók, a nap folyamán repülõ lepkék vonalát) reprezentáló lepkék kozmikus iróniáját, mielõtt Bob Robbinshoz, a kutatási entomológushoz fordultam. "Számos rovar élel meg szárított rovarokat" - mondta. - Tehát hagyományosan ezeket a kártevőket naftalin vagy molygók felhasználásával tartották ki.
Ebből a történetből
[×] BEZÁR
A tudósok úgy vélik, hogy a morfosz pillangó irizáló szárnyait felhasználhatják a technológiában az emberek javára
Videó: Hogyan inspirálják a Butterfly Wings az innovációt
kapcsolodo tartalom
- Ez a kagylóhéjú ihletésű anyag biztonságosabbá teheti a sisakokat és a páncélt
- A természet ihlette és a Tech által engedélyezett repülőgép-tervezés
- A tudósok olyan féregszerű robotot hoznak létre, amely a földön is be tud lépni
- Amikor az állatok inspirálják a találmányokat
- Hogyan teszi a természet okosabbá minket?
A molygolyókat fokozatosan megszüntették (az új példányok befagyasztása érdekében, hogy minden kártevőt megsemmisítsenek), de ez a szagló illat, valamint az üveg alá csavarodott és rovarok végtelen fiókjai rendre egymás után acélszekrények sorába kerülnek taxonómiai utókor céljából. fokozza az életkor érzetét a hántolt kamrában. Úgy tűnik, hogy az idő áll, mint a milliónyi példány.
De a pórusok ezeken a fiókokon, a pontosan egymástól elhelyezett fecskék és naplemente lepkék szakaszán keresztül, és más ötlet kezd kialakulni: Ez nem egy nyugvó tároló, hanem egy laboratórium, amely rendkívül sikeres vállalkozást vizsgál. Körülbelül 150 millió év alatt ezeket a „termékeket” könyörtelenül prototípusként alakították ki, piaci tesztelésükkel továbbfejlesztették, továbbfejlesztették, és egyébként új és továbbfejlesztették, ahogy a körülöttük lévő világ megváltozott. Ezeknek a törékeny mintáknak az innovációs csomagja van, amely megértésre és alkalmazkodásra vár.
A biomimikrika egyre befolyásolóbb fegyelemének ez az ötlete: hogy mi emberek, akik csak egy evolúciós szem pillanatára próbálunk dolgokat készíteni, sokat tanulhatunk a természetes szelekció hosszú folyamataitól, függetlenül attól, hogy hogyan tegye aerodinamikusabb szárnyt, rugalmasabbá a várost, vagy élvezze az elektronikus kijelzőt. Több mint egy évtizeddel ezelőtt egy Mark Miles nevű MIT osztályozó gördült be a mikroelektromechanika és az anyagfeldolgozás területén. A tudományos folyóiraton keresztül folytatott cikket megállította egy cikk arról, hogy a pillangók milyen színűek a szárnyukban. A különféle Morpho fajok ragyogó irizáló kékje például nem pigmentből, hanem „szerkezeti színből” származik. Ezek a szárnyak nanoméretű zsindelylemezekből állnak, amelyek alakja és egymástól való távolsága pontos mintában van elrendezve, amely megzavarja fényvisszaverő fény hullámhosszai a briliáns kék előállításához. Ugyanazon kék pigmentből történő előállítása sokkal több energiát igényel - energiát, amelyet jobban lehet használni repülésre, táplálkozásra és szaporodásra.
Miles azon töprengett, vajon ezt a képességet valamilyen módon ki lehet-e használni. Hol lehet még hihetetlenül élénk színű vékony csomagolás? Természetesen: elektronikus eszköz kijelzőjén. A Qualcomm, amely megvásárolta a Miles társaságot, amelyet a technológia fejlesztésére hoztak létre, a Mirasol kijelzőjén használta. "Kihasználjuk az optikai interferencia jelenségeit" - mondja Brian Gally, a Qualcomm termékmenedzsmentének igazgatója. Az üvegfelület alatt sokféle interferometrikus modulátor áll, lényegében mikroszkopikus (10-50 mikron négyzet alakú) tükrök, amelyek mikrosekundumokban fel-le mozognak, hogy megteremtsék a megfelelő színt.
Mint a pillangó szárnyai, „a kijelző körülveszi a fehér környezeti fényt, a fehér fényt vagy a napfényt, és interferencia révén színes képet fog küldeni nekünk” - mondja Gally. A hagyományos LCD képernyőkkel ellentétben a Mirasol-nak nem kell saját fényt generálnia. „A kijelző fényereje automatikusan a környezeti megvilágításhoz igazodik.” Ennek eredményeként a Mirasol az LCD-olvasó teljesítményének egytizedét fogyasztja. A Qualcomm a kijelzőt egy e-olvasóban használta, és licenceként ajánlja fel más cégek számára.
Noha a biomimika évtizedek óta ösztönzi az emberi innovációkat - az egyik leggyakrabban idézett példa a Velcro, amelyet Georges de Mestral a svájci mérnök 1955-ben szabadalmaztatott, miután megvizsgálta, hogy a ruhák ragaszkodnak a ruházathoz - a jobb technológia és az árnyaltabb kutatás egyre összetettebb adaptációkat tett lehetővé. . Claus Mattheck német kutató által létrehozott és az Opel és a Mercedes autókban használt tervezőszoftver tükrözi a fák és a csontok erő és terhelés eloszlását. A Pax Scientific által létrehozott ventilátor kölcsönöz a kavargó moszat, a nautilus és a héj mintáitól a levegő hatékonyabb mozgatásához. A sósvízzel öntözött üvegház a katari sivatagban kondenzációs és párolgási trükköket fog felhasználni a teve orrából. Most, részben a nanoméretű gyártás folyamatos innovációinak köszönhetően, a gyártók egyre bővülő termékskálát hoznak piacra.
A biomimicry önmagában nem egy termék, hanem egy folyamat, amely a természetes organizmusokra és folyamatokra támaszkodik az innováció felgyorsítása érdekében. Tim McGee, a biológus, a biomimicry 3.8 tagja, a montana-i székhelyű tanácsadó szervezet, akár szervezetek, akár városok ösztönzést kereshetnek az ökoszisztémákért. Lavasában - amelyet az India első tervezett dombvárosaként fejlesztettek ki annak fejlesztői, akik reménykednek, hogy ott több mint 300 000 ember számára otthont építenek - a céh konzultált a tájépítészekkel. Az ültetési stratégia tehát a lombhullató fákat is magában foglalta, amikor a lombkorona kialakult a begyűjtéshez, majd párolgás útján tükrözi azt a monszun eső csaknem egyharmadát, amely azt eléri. Ez a hatás „mint egy motor, amely a monszunot szárazföldön hajtja” - mondja McGee, amely segít megelőzni az aszályt. A banyan falevelek hidrodinamikailag hatékony alakja befolyásolta a jobb vízszigetelő tetőzsindely kialakítását, míg a vízátvezető rendszereket inspirálta a módszer, ahogyan a kombájn hangyák irányítják a vizet fészkeikből. Elkészült az első Lavasa „város”, és további négy várhatóan követi 2020-ig.
Mindenki arról beszél, hogy miként lehet csökkenteni az emberi lábnyomot vagy elérni a „nettó nulla” hatást. De a természet, mondja McGee, általában egy lépéssel tovább megy: „Ez szinte soha nem nettó nulla - ennek a rendszernek a teljesítménye általában jótékony hatással van a körülötte lévőkre.” Mi lenne, ha ugyanúgy építhessük városunkat? „Mi lenne, ha New York City-ben, amikor esett, a Kelet-folyóba jutó víz tisztább volt, mint amikor esett?” És mi lenne, ha az erdők tüzet okozva a lángok oly módon elolthatók, amelyek nem függenek egymástól a mérgező anyagokon? „A természet olyan égésgátlókat hoz létre, amelyek nem mérgezőek” - jegyzi meg McGee. - Miért nem tudjuk?
A kutatók évek óta a tűzálló anyagok kémiai vizsgálatára összpontosítanak, eredmények nélkül. De talán a természetes folyamatok valamilyen utat kínálhatnak az innovációhoz a laboratóriumban - mondja McGee. Lehet, hogy ez az, ahogyan a fenyőtobozok kinyílik a hővel szemben (hogy a szaporodás lehetővé váljon, még akkor is, ha a tűz elpusztítja az erdőt), vagy az eukaliptusz fák szétszórt, gyorsan égő kéreg darabjait, hogy felszívják az oxigént, és távolítsák el a tűzöt a főtesttől. törzs. Jaime Grunlan, a Texas A&M gépészmérnöke kidolgozott egy tűzálló anyagot, amely kitozánt, homárból és garnélarákhéjból vett megújuló anyagot (valamint a lepkék szárnyában lévő kitin kémiai rokonát) használ egy nanorétegű polimer bevonat létrehozására. amely hő hatására szén „héjat” hoz létre, amely védi az anyagot.
A Lepidoptera néhány olyan problémát jelenít meg, amelyeket sok évezreden át a természet munkapadján találtak meg. A ragadozó és a ragadozó közötti evolúciós hívás és válasz során sok lepkék kifejlesztették a denevérek ultrahang kattanásainak észlelésének képességét, és néhányuk még zavaró ellenjelzőket is küldhet. A pillangószárnyak általában feketekbõl fekszenek a testükhöz, hogy segítsék a hõ elnyelését. Ezeket a szárnyakat szennyezőanyag-ellenálló bevonat borítja - öntisztulnak. A szárnyak díszítő „szemei”, amelyek a ragadozók elriasztására szolgálnak, gyakran a szélük közelében vannak elhelyezve, hogy minimalizálják a szárnykárosodást, ha a pillangó megharap.
És akkor ott van a szín - amire gondolunk, amikor pillangókra gondolunk. "Az emberek repülővirágoknak hívják őket" - mondja Robbins. Míg egyesek színt használnak álcázáshoz, a legélénkebb fajok a másik útvonalon járnak, és homályos kijelzőn hirdetik toxikusságukat potenciális ragadozók számára. Az író, David Quammen „a természeti világ bimbóinak”, „evolúciós kísérletnek a puszta dekoratív feleslegben” nevezi őket. Quammen azt írja, hogy a pillangók „az édesség és a szelíd kegyelem ideálját képviselik, amely szinte ártatlannak tűnik az egész könyörtelen evolúciós szabadon. - mindenki számára. ”És rengeteg inspiráció vár, hogy repülni lehessen azokon a gossamer szárnyakon.
A sanghaji Jiao Tong Egyetem kutatói - a szárnyas pillangók ihletésével - szárnyak fekete területe szinte teljes fényelnyelést tesz lehetővé a hő elfogására - szerkezetileg hasonló szuperfekete amorf szénfilmet készítenek, hogy elősegítsék a hatékonyabb napenergia-technológia létrehozását. A NOtES nevű projekt, amely a British Columbia Simon Fraser Egyetemen végzett kutatások eredményeként jött létre, nanoméretű, fényt zavaró struktúrákkal készít egy hamisítás elleni bélyegzőt, amelyet nehezebb megtörni, mint egy hologramot, és nem csak bankjára nyomtatható. jegyzetek, de sok más tárgyon. A rádiófrekvenciás azonosító (RFID) címkék, amelyek mindent felhasználnak a készlet nyomon követésétől az abroncsok teljesítményének érzékeléséig, általában nem működnek jól szélsőséges környezetben, különösen ott, ahol van víz vagy fém. Így az Omni-ID elnevezésű vállalat adaptálta az interferencia elvét, hogy megbízhatóbb RFID-t hozzon létre, apró fém mérlegek felhasználásával a címkékben a rádiójelek továbbításának javítása érdekében.
Tekintettel arra, hogy a morfó színekkel vonzza a figyelmet, helyénvalónak tűnik, hogy a pillangó ihlette az emberi divatot is. Donna Sgro, az ausztráliai Sydney divattervezője, és az önmaga által ismert „alkalmi lepedopterista” három ruhát készített a Morphotex nevű szövetből, egy pigmentmentes, irizáló kék anyagból, amely színe az optikai interferencia hatására megragadja. Sgro azt mondja, hogy míg a Morphotex kiküszöböli a festékek szükségességét (és így potenciálisan kisebb környezeti lábnyomot hordoz magában), érdeklődése túllépte a szokásos „probléma-megoldás-típusú tervezési megközelítést”, amelyet a biomimisták általában követnek. Végül is a divat nem csupán a ruházat alapvető szükséglete. Hogyan lehet a természet által alkalmazott esztétikai módszert alkalmazni úgy, mint mi? Sgro most biomimikrikust és divatot szerez doktori fokozaton a Melbourne-i Királyi Divat Intézetben.
Robbins és én elhagytuk a Természettudományi Múzeum gyűjtőközpontját, és elmentünk a közeli Butterfly Pavilonba, és olyan volt, mint egy lepkés szerelemfesztivál. Egy nő megfordította okostelefonját, hogy fotózzon egy virággal tápláló uralkodót. - kiáltott fel egy japán turista, amikor az Öböl-sarkantyú partra szállt a vállán. Egy gyermek, aki morpho peleideként nyögött, lassan gördítette meg irizáló kék szárnyait. Nem könnyű elképzelni, hogy ez a jelenség bármely más rovarral előfordul; jogosan vagy sem, nem látogatjuk meg a grub vagy pavilonokat.
Megkérdeztem ezeknek a rovaroknak a sajátos vonzerejét. "Nem csípnek, nem harapnak" - mondta. „Azok, amelyeket az emberek általában csinosak. Néhányuk káros a mezõgazdasági szempontból, de nagyon barátságos srácok és sokkal szebbek, mint a legtöbb többi rovar. ”Ha csak gondoltam, akkor az emberek most már tudhatják, milyen hasznos lehet az a szépség.
