Табияттан шыктанган ойлоп табуулар

Биомиметика илими азыр өнүгүүнүн алгачкы баскычында турат. Биомиметика жаратылыштан ар кандай идеяларды издөө жана алуу жана аларды адамзаттын алдында турган көйгөйлөрдү чечүү үчүн пайдалануу болуп саналат. Табият өз көйгөйлөрүн чечип жаткан ресурстардын оригиналдуулугу, адаттан тыштыгы, кынтыксыз тактыгы жана үнөмдүүлүгү бул укмуштуудай процесстерди, заттарды жана структураларды кандайдыр бир деңгээлде көчүрүү каалоосун жаратпай койбой коё албайт. Биомиметика термини 1958-жылы америкалык окумуштуу Джек Стил тарабынан киргизилген. Ал эми "бионика" деген сөз жалпы колдонууга өткөн кылымдын 70-жылдарында "Алты миллион долларлык адам" жана "Биотикалык аял" сериалдары сыналгыда чыкканда пайда болгон. Тим МакГи биометрияны биоинстихиялык моделдөө менен түздөн-түз чаташтырбоо керектигин эскертет, анткени биомиметикадан айырмаланып, биожетеги моделдөө ресурстарды үнөмдүү колдонууга басым жасабайт. Төмөндө бул айырмачылыктар эң айкын болгон биомиметиканын жетишкендиктеринин мисалдары келтирилген. Полимердик биомедициналык материалдарды түзүүдө голотурий кабыгынын (деңиз бадырагы) иштөө принциби колдонулган. Деңиз бадыраңынын уникалдуу өзгөчөлүгү бар – алар денесинин сырткы катмарын түзгөн коллагендин катуулугун өзгөртө алат. Деңиз бадырагы коркунучту сезгенде, кабыгынан айрылып калгандай, терисинин катуулугун кайра-кайра күчөтөт. Тескерисинче, эгер ал тар боштукка кысуу керек болсо, анда ал теринин элементтеринин ортосунда ушунчалык алсырап, ал иш жүзүндө суюк желеге айланат. Case Western Reserve окумуштууларынын тобу окшош касиеттерге ээ болгон целлюлоза жипчелеринин негизинде материалды түзүүгө жетишти: суунун катышуусунда бул материал пластикке айланат, ал эми бууланганда кайра катып калат. Окумуштуулар мындай материалды, атап айтканда, Паркинсон оорусунда колдонулган интрацеребралдык электроддорду өндүрүү үчүн эң ылайыктуу деп эсептешет. Мындай материалдан жасалган электроддор мээге имплантацияланганда пластмассага айланат жана мээ тканына зыян келтирбейт. Америкалык таңгактоочу компания Ecovative Design жылуулук изоляциясы, таңгактоо, эмерек жана компьютердик корпустар үчүн колдонула турган кайра жаралуучу жана биологиялык жактан ажыроочу материалдардын тобун түздү. МакГиде бул материалдан жасалган оюнчук да бар. Бул материалдарды өндүрүү үчүн күрүчтүн, гречканын жана пахтанын кабыгы колдонулат, аларда Pleurotus ostreatus грибогу (устрица) өстүрүлөт. Устрица козу карын клеткалары жана суутек перекиси бар аралашма атайын калыптарга салынып, козу карын мицелиясынын таасири астында продукт катуулашы үчүн караңгы жерде сакталат. Андан кийин продуктуну кургатуу үчүн грибоктун өсүшүн токтотуу жана продуктуну колдонууда аллергиянын алдын алуу. Анжела Бельчер жана анын командасы модификацияланган M13 бактериофаг вирусун колдонгон новуб батареясын түзүштү. Ал алтын жана кобальт оксиди сыяктуу органикалык эмес материалдарга жабышып кете алат. Вирустун өз алдынча монтаждалышынын натыйжасында кыйла узун нано зымдарды алууга болот. Блетчердин тобу бул нано зымдардын көбүн чогулта алды, натыйжада абдан күчтүү жана өтө компакттуу батареянын негизин түздү. 2009-жылы окумуштуулар литий-иондук батареянын анодун жана катодун түзүү үчүн генетикалык жактан өзгөртүлгөн вирусту колдонуу мүмкүнчүлүгүн көрсөтүшкөн. Австралия акыркы Biolytix саркынды сууларды тазалоо системасын иштеп чыкты. Бул чыпка системасы абдан тез саркынды сууларды жана тамак-аш калдыктарын сугат үчүн колдонула турган сапаттуу сууга айланта алат. Biolytix системасында курттар жана топурак организмдери бардык иштерди аткарышат. Biolytix системасын колдонуу энергияны керектөөнү дээрлик 90% азайтат жана кадимки тазалоо системаларына караганда дээрлик 10 эсе эффективдүү иштейт. Жаш австралиялык архитектор Томас Герциг үйлөмө архитектура үчүн чоң мүмкүнчүлүктөр бар деп эсептейт. Анын пикиринде, үйлөтүүчү конструкциялар жеңилдигинен жана материалды минималдуу керектөөсүнөн улам салттуу конструкцияларга караганда алда канча эффективдүү. Себеби, керүү күчү ийкемдүү кабыкчага гана таасир этет, ал эми кысуучу күчкө башка серпилгич чөйрө - аба бардык жерде бар жана толугу менен эркин каршы турат. Бул эффект урматында жаратылыш миллиондогон жылдар бою окшош түзүлүштөрдү колдонуп келет: ар бир жандык клеткалардан турат. ПВХ жасалган pneumocell модулдарынан архитектуралык конструкцияларды чогултуу идеясы биологиялык клеткалык структураларды куруу принциптерине негизделген. Томас Герцог тарабынан патенттелген клеткалар өтө арзан жана дээрлик чексиз сандагы комбинацияларды түзүүгө мүмкүндүк берет. Бул учурда, бир же бир нече pneumocells зыян бүт түзүмүн жок кылууга алып келбейт. Калера Корпорациясынын иштөө принциби негизинен табигый цементти түзүүгө окшошот, маржандар кадимки температурада жана басымда карбонаттарды синтездөө үчүн деңиз суусунан кальций менен магнийди алуу үчүн колдонушат. Ал эми Калера цементин жасоодо көмүр кычкыл газы алгач көмүр кычкылына айланып, андан карбонаттар алынат. МакГи мындай ыкма менен бир тонна цемент өндүрүү үчүн болжол менен ошол эле өлчөмдө көмүр кычкыл газын бекитүү керектигин айтат. Цементти салттуу түрдө өндүрүү көмүр кычкыл газынын булганышына алып келет, бирок бул революциялык технология, тескерисинче, айлана-чөйрөдөн көмүр кычкыл газын алат. Экологиялык жактан таза синтетикалык жаңы материалдарды иштеп чыгуучу америкалык «Новомер» компаниясы пластмассаларды өндүрүү технологиясын түздү, анда көмүр кычкыл газы жана көмүртек кычкылы негизги сырье катары колдонулат. МакГи бул технологиянын баалуулугун баса белгилейт, анткени парник газдарын жана башка уулуу газдарды атмосферага чыгаруу азыркы дүйнөнүн негизги көйгөйлөрүнүн бири. Новомердин пластмасса технологиясында жаңы полимерлер жана пластмассалар 50%ке чейин көмүр кычкыл газын жана көмүртек кычкыл газын камтышы мүмкүн жана бул материалдарды өндүрүү бир кыйла аз энергияны талап кылат. Мындай өндүрүш парник газдарынын олуттуу көлөмүн байланыштырууга жардам берет жана бул материалдардын өзү биологиялык ажыроочу болуп калат. Жырткыч Венера чымын капкан өсүмдүгүнүн капкан жалбырагына курт-кумурскалар тийер замат жалбырактын формасы дароо өзгөрө баштайт жана курт-кумурска өлүм капканына түшүп калат. Альфред Кросби жана анын Амхерст университетинен (Массачусетс штаты) кесиптештери басымдын, температуранын же электр тогунун таасири астында кичине эле өзгөрүүлөргө окшош реакцияга жөндөмдүү полимердик материалды түзө алышты. Бул материалдын үстү микроскопиялык, аба толтурулган линзалар менен капталган, алар басымдын, температуранын өзгөрүшүнө же токтун таасири астында ийрилигин абдан тез өзгөртө алат (дөңгүл же ойгон болуп калат). Бул микролинзалардын өлчөмү 50 мкмден 500 мкмге чейин өзгөрөт. Линзанын өзү жана алардын ортосундагы аралык канчалык кичине болсо, материал тышкы өзгөрүүлөргө ошончолук тезирээк жооп берет. МакГи бул материалды өзгөчө кылганы анын микро жана нанотехнологиянын кесилишинде жаратылгандыгын айтат. Мидиялар, башка көптөгөн кош капкалуу моллюскалар сыяктуу эле, атайын, оор жүктөгү протеин жипчелеринин жардамы менен ар кандай беттерге бекем жабышат - byssus деп аталган. Биссал безинин сырткы коргоочу катмары ар тараптуу, өтө бышык жана ошол эле учурда укмуштуудай серпилгичтүү материал. Калифорния университетинин органикалык химия профессору Герберт Уэйт мидияларды көптөн бери изилдеп, түзүлүшү мидиялар чыгарган материалга абдан окшош болгон материалды кайра жаратууга жетишкен. МакГи Герберт Уэйт изилдөөнүн жаңы тармагын ачканын жана анын иши буга чейин дагы бир топ илимпоздорго формальдегидди жана башка өтө уулуу заттарды колдонбостон жыгач панелдердин беттерин тазалоо үчүн PureBond технологиясын түзүүгө жардам бергенин айтат. Акуланын териси толугу менен уникалдуу касиетке ээ – анын үстүндө бактериялар көбөйбөйт, ошол эле учурда ал эч кандай бактерициддик майлоочу май менен капталган эмес. Башка сөз менен айтканда, тери бактерияларды өлтүрбөйт, алар жөн гана анда жок. Мунун сыры акула терисинин эң кичинекей таразаларынан түзүлгөн өзгөчө үлгүдө жатат. Бул таразалар бири-бири менен байланышып, өзгөчө алмаз сымал үлгүсүн түзөт. Бул үлгү Sharklet коргоочу антибактериалдык тасмасында чагылдырылган. МакГи бул технологияны колдонуу чындап эле чексиз деп эсептейт. Чынында эле, ооруканалардагы жана коомдук жайлардагы объектилердин бетинде бактериялардын көбөйүшүнө жол бербеген мындай текстураны колдонуу бактериялардан 80% арылууга болот. Бул учурда, бактериялар жок кылынбайт, ошондуктан, алар антибиотиктер сыяктуу каршылыкка ээ боло албайт. Sharklet Technology уулуу заттарды колдонбостон, бактериялардын өсүшүнө бөгөт коюучу дүйнөдөгү биринчи технология. Бул тууралуу bigpikture.ru сайты билдирди