Korábbi cikkemben hosszasan taglaltam a matematika és a Földünk kapcsolatát. Ám jobb, ha tudjuk, nem csak a Fibonacci számsor felhasználása ered a természetből. A következő sorokban éppen ezért fogok a biomimetikáról írni nektek.
Mi is az a biomimetika?
A biomimetika egy olyan tudományág, melynek célja a természetben évezredek alatt létrejövő formák rekonstruálása és a műszaki gyakorlatba való átültetése. Az ilyen típusú fejlesztések alapfeltevése, hogy az evolúció hozza létre a leghatékonyabb megoldásokat az élővilágban jelen lévő különböző környezeti hatásokhoz történő alkalmazkodás céljából. Ezen információk felhasználása a hasonló megfejtést igénylő problémák megoldásában segíti az emberiséget. Lássunk tehát néhány ilyen inspirációt:
Kezdjük talán egy olyan példával, ami tényleg bármikor bárki kezébe kerülhet. Akár egy kabáton, táskán rendeltetésszerűen használva, de talán még a nagyi varrókészletében is biztos találunk eldugva felhasználásra váró tépőzárat. Ennek az eszköznek a megjelenésére lehet, hogy évtizedekkel többet kellett volna várnunk, ha egy svájci mérnök kutyája nem érkezik haza bogáncsokkal teli bundával. A gazdája a növény tapadós horgait tanulmányozva, mintegy tíz évvel a megfigyelés után, előrukkolt a különleges textilzárral.
Források:
https://www.orszagalbum.hu/szaraz-bogancs_p_85290
https://szerszam-ok.hu/termek/tepozar-10r-450x25mm/
https://gardenista.hu/2018/05/03/a-bogancs-menti-meg-a-foldet/
Továbbra is a textileknél maradva, ki ne örülne egy „öntisztuló” ruhatárnak? Ez talán költői túlzás, de a kiindulásnak számító lótuszleveleken valóban ez a jelenség figyelhető meg. A felülete közel sem olyan sima, mint amilyennek az elsőre tűnik. Apró, 1 nanométeres viaszkristályokkal borított, néhány mikrométeres dudorokkal van tele a lótuszlevél felülete, melyek víztaszítók, illetve a szennyeződések se tudnak megtapadni rajtuk. A különböző méretek struktúrájának különleges kombinációja csökkenti a felszín és a vízmolekulák érintkezési felületét. Az 1990-es években német tudósok örökítették meg ezt a jelenséget, melyet találóan „lótuszeffektusnak” neveztek el. Mára már több módon is alkalmazzuk a tapasztaltakat. Vízlepergető sprayket készítenek a nanorészecskék alkalmazásával, melyeket főleg vízálló polimerek és viasz alkotnak. A műkorcsolyaruhák felületi szerkezete pedig teljes egészében a lótusz leveleket utánozza, így védve a versenyzőket az olvadt jégtől és a kosztól.
Források:
http://www.akalinano.com/1/NanoTech/7-LotusEffect.html
https://pondaquariumproblemsolver.co.uk/problem/blagdon/plant-problems-2/
https://www.lightinthebox.com/hu/c/mukorcsolya-ruha_360/6.html?prm=1.2.58.0
Egy másik sportág felé kalandozva újabb érdekességeket tapasztalhatunk. Az emberi bőr, bár bámulatos, az úszáshoz nem a legtökéletesebb. Az apró szőrszálak, a vízben töltött idővel végbe menő ráncosodás mind akadályozzák a jó áramlást, így rontják a teljesítményünket. A cápák úszáshoz alkalmazott bőrét alapul véve tervezte meg a Speedo sportszergyártó a majdnem egész testet beborító úszódresszt. A ruhán „v” alakú csatornák biztosítják a még jobb áramvonalasságot, mellyel akár 3 százalékkal is javulhat az úszók eredménye.
Ha pedig már szóba kerültek az állatok, lássuk a gekkót. A talpát borító kreatinszőrök milliói együttesen jelentős tapadóerőt eredményeznek, így akár fejjel lefelé is gond nélkül tud mászni bármilyen felületen. A Stanford Egyetem ezen az elven elindulva fejlesztette ki a saját falmászó robotját. S bár ez nem érint sokunkat, de ugyaninnen ered a ragasztószalag gondolata is.
Források:
https://tuloldal.wordpress.com/tag/lab/
https://www.szerszamkell.hu/alu_ragasztoszalag_50mm_11699
https://www.fressnapf.hu/gekkok-es-minden-amit-tudni-akartal-roluk/
No, és a madarak? Réges-régen da Vinci maga is belőlük merített ihletet, mikor repülő masinákkal kísérletezett. Manapság pedig a világ leggyorsabb vonata, a japán Sinkansen továbbfejlesztésébe is belesegítettek a csőrösök. A csöppnyi, 400 kilométeres sebességgel száguldó vonat nem kis hanggal hagyta el az útvonalát keresztező alagutakat. A hatalmas robbanások a légnyomásváltozások miatt alakultak ki, ezek leküzdésére a jégmadár volt az ötletadó. A hosszú csőrnek köszönhetően szinte észrevétlenül bukik a víz alá, lényegtelen, hogy mekkora sebességgel érkezik. Miután a vonatok orrát ilyen csőrszerűre alakították, szinte nulla lett a hangszennyezése, míg energiafogyasztása csaknem tizenöt százalékkal csökkent. Sebessége, noha eddig se volt alacsony, további tíz százalékkal megnőtt a létrejött áramvonalasabb forma nyomán.
Források:
https://szabadmagyarszo.com/2020/12/15/ma-kezdodnek-a-boldog-szep-napok/
https://www.erdekesvilag.hu/6-ev-es-720-ezer-foto-utan-kapta-el-a-tokeletes-pillanatot-a-fotos/
https://www.klook.com/activity/14431-shinkansen-bullet-train-ticket-osaka/
Ám még mindig vannak felfedezésre váró területek. Nagyszerű példa erre a pókfonál, a világ legerősebb természetes anyaga. Képes majd ötször akkora súlyt megtartani, mint egy ugyanilyen vastagságú acélszál, mindezek mellett még rugalmas is. Ilyen fonalakból készítenek golyóálló mellényeket, de a tökéletes kémiai és fizikai összetételt a kutatók továbbra se tudták elsajátítani.
Források:
http://www.hogyan-kell.com/articles/hol-a-pokfonal-web-termelesi-folyamatok-es-a.html
https://ng.24.hu/tag/pokfonal/
https://www.militarysurplus.hu/product-hun-27834-TESTPANCEL-TITANIUM-R-TACTICAL-I-GOLYOALLO-MELLENY-navy-blue.html
takacsa