Крылья стрекозы, клюв зимородка
Как мы можем использовать окружающий нас мир

Оглянитесь вокруг! Нас окружают растения и животные, которые плавают, летают, прыгают, сверлят, перемалывают, стреляют, роют, строят...
И для всех этих действий Природа укомплектовала их специальными инструментами. Как вы думаете, можем ли мы позаимствовать их у нее?

Человек – существо совершенно неприспособленное к жизни. У нас нет ни клыков, ни когтей, ни развитых мышц, нет шкуры, чтобы не замерзнуть в холода. Вместо этого у нас есть мозг, благодаря которому мы успешно выживаем и, как принято считать, доминируем на этой планете, называем себя «венцами творения». Человек же, чтобы приспосабливаться к окружающему миру, пытается его изменить под свои нужды. При этом много открытий сделано благодаря наблюдению за другими животными: от первобытных инструментов до первых летательных аппаратов.
Намного позже человеческая цивилизация определила целое направление в науке, которое исследует природные механизмы на вопрос их использования во благо человека – биомиметика (от латинского «биос» - жизнь и «мимесис» - имитация). Биомиметика решает многие задачи медицины, архитектуры, транспорта и энергетики.
Скрепить
Однажды швейцарский ученый Джордж де Местраль, возвращаясь с охоты, обратил внимание на прилипшие к шерсти его собаки головки лопуха, которые не отцеплялись, как бы сильно собака не тряслась. Оптический микроскоп показал, что на концах лопуха есть маленькие крючки. Есть множество путей «скрепить» два разных тела, но природа выбрала самый простой и эффективный.
Первыми применение подобным крючкам нашли медики. Специальная нить позволяет наложить шов без завязывания узлов за счет использования маленьких крючков. Они оказывают сопротивление при натяжении нити. Подобная конструкция не позволяет ране разойтись.
Очистить
Благодаря биомиметике найден способ очистки воды с помощью протеинов – аквапоринов. За открытие аквапоринов в 2003 году ученый Питер Агре удостоился Нобелевской премии. Датские ученые пошли дальше, создав фильтр из тонкого слоя переплетенного аквапорина. Диаметр каналов в фильтре – 2,2 нм, что в 100 раз превышает проницаемость обычных фильтров воды. Если удешевить производство фильтров из них, можно решить одну из острейших проблем современности – недостаток питьевой воды, производя ее из морской и загрязненной воды.

Протеин – это большая органическая молекула, присутствующая во всех живых организмах. Их основная функция – регулирование потока воды через мембрану клетки. Благодаря выборочной пропускной системе аквапорин беспрепятственно пропускает молекулы воды, отторгая ионы, протоны, бактерии, вирусы, минералы, ДНК и соли.
Утолить жажду
Жители пустынных регионов знают, что воду можно получить из воздуха. Например, люди долго наблюдали за намибийским жуком. Он во время тумана поднимает свою бугристую спину выше головы и замирает, собирая капли конденсированного тумана. Каждый бугорок имеет водопритягивающую вершину и водоотталкивающие края-основания. Поверхность между буграми также обладает водоотталкивающими свойствами.
Получается, что туман конденсируется на вершинах бугорков, скатывается вниз по водоооталкивающей поверхности, нигде не впитываясь и не собираясь, и в виде воды стекает вдоль спины жука, попадая ему прямо в рот и утоляя жажду
Используя этот механизм исследователи из Национального университета технологий Сеула разработали бутылки для собирания питьевой воды «Dew Bank Bottle». «Водособирающая» бутылка способна накопить до 3-х литров воды в час, когда погодные факторы благоприятны. Этот метод можно использовать и в более масштабной форме, например, когда целое здание, находясь в прибрежной зоне, вытягивает влагу из воздуха с помощью круглой сетки в виде паруса, по которой капли воды стекают в специальные канистры и хранятся при низкой температуре, чтобы предотвратить испарение.
Охладиться
Большая часть населения Земли проживает в теплых или жарких странах, поэтому проблема охлаждения жилья более насущна, чем ее обогрев. Имеется ли у природы решение? На помощь пришли одни из самых великих природных архитекторов – термиты!

Их дома-небоскребы с наружи усеяны мелкими дырочками – это концы узких трубочек, расходящихся от центральной огромной трубы внутри «здания». В течение дня воздух в мелких трубах нагревается быстрее и стремится наружу, а в образовавшуюся область низкого давления тут же устремляется прохладный воздух из центра. Так происходит постоянная циркуляция внутри термитника без энергетических затрат. В ночное время система работает наоборот: воздух в мелких трубах охлаждается быстрее, чем в центральной трубе. Смена направления воздушного потока вытесняет богатый углекислым газом воздух – результат метаболизма термитов - который накапливается в подземном гнезде в течение дня, что позволяет сохранять постоянную температуру в термитнике.

Подобный принцип успешно применяют в Зимбабве для снижения температуры в жилых домах. Такие задания не приносят вред окружающей среде и экономят финансовые средства владельцев
Made on
Tilda