Dele:
10 Flere utrolige måter Naturen slår oss i teknologi
Vi mennesker har klart noen fantastiske resultater: skyskrapere, romferie, dykking og dykking Dilbert tegneserier, blant annet. Likevel, så smart som vi, har vi fortsatt mye å lære av våre medmennesker. Planter og dyr demonstrerer fantastiske teknikker hele tiden.
Biomimikk er en handling av modelleringsstrukturer, materialer og systemer etter biologiske enheter og prosesser. Vi har tidligere fortalt deg om teknologier som etterligner egenskaper hos dyr. Her er ti eksempler på hvordan naturen har skapt oss på å skape avansert teknologi.
10 Sharkskin og Air Travel
Det er en grunn til at haier har vært gjenstand for så mange skremmende historier; de er noen av de mest effektive rovdyrene som finnes i naturen. Disse jegerne har sin vannoptimaliserte hud for å takke for at de hjelper til å nå topphastighetene. Overflaten på sharkskin består av små "tenner" som kalles dental denticles. Disse dental denticles (også referert til som placoid skalaer) har spor som kanaliserer vann, og dermed reduserer dra.
Den ideelle utformingen av sharkskin har vært kilden til mange "Aha" -momenter blant oppfinnerne. En strålende søknad kommer fra tre forskere fra Fraunhofer Society, en tysk forskningsorganisasjon. De utviklet en spesiell maling etter å ha studert sharkskin i nærheten. Denne maling, når den børstes på en spesiell stencil og påføres overflaten av fly, oppnår strukturen av sharkskinn og reduserer dragen. Forskerne hevder at hvis denne maling ble brukt på alle fly på planeten, ville det spare opptil 4,48 millioner tonn drivstoff per år.
9 Skoler av fisk og vindparker
Det er ganske fascinerende å se en skole med fiskesvømming i synkronisering gjennom sjøen. De ser ut til å holde tritt med hverandre uansett hva, selv når de gjør plutselige sving. En teori bak denne oppførselen er at fisk på en skole kan drive av strømningsmønstrene til den omkringliggende fisken. I hovedsak fungerer skolegang som en energisparende teknikk.
Et team på Caltech ledet av professor John Dabiri designet vertikale vindturbiner som opererer på en lignende måte. Når de blir gruppert sammen, blir de mer energieffektive ved å bruke luftstrømmen som genereres av nærliggende turbiner. Resultatet er en rekke vindturbiner som kan utkonkurrere konvensjonelle vindmøller. Disse funnene har blitt støttet av lignende studier utført av Stanford, Johns Hopkins University og University of Delaware.
8 Humpback Whales And Turbine Blades
Naturen har enda mer å lære oss om vindkraftverk, som demonstrert av pukkelhvalen. Både pukkelhvalen og vindturbiner drar nytte av å redusere slitasjen på overflatene. Den milde giganten oppnår dette takket være støtene langs dens finner, kalt tubercles. Tubercles tillater hvalen å manøvrere med minimal drag, noe som er nødvendig når man søker etter mat.
Selvfølgelig overfører designen seg godt til vindturbiner. Professor Frank Fish of West Chester University jobbet med et lag for å designe et turbinblad med tuberkler. Den resulterende designen fungerte så bra at den til og med kunne samle vind i lave vindhastighetsområder. Fisk er president for en Canada-basert operasjon, kalt Whalepower, som er dedikert til forbedret turbin- og fandesign basert på lagets funn.
7 Geckos og kraftlim
Innrøm det: På et tidspunkt i livet har du vært litt sjalu på at geckoer lett kan gå opp på vegger. Mystikken til fjellklatringene har forvirret observatører i årtusener. Det ble endelig løst i 2002, da forskerne oppdaget millioner av små hår på geckoens føtter som heter setae. Setaene bidrar til å produsere svake, kortdistanse elektrostatiske krefter kalt van der Waals styrker.
Selv om det har vært mange foreslåtte søknader om denne naturens natur, har en særlig lykkes i sin egen rett: et produkt som heter Geckskin. Tre initiativrike akademikere fra University of Massachusetts Amherst opprettet dette gjenbrukbare superklæbemiddelet inspirert av mekanikkene til gecko føtter. Det klissete materialet kan holde opp til 317 kilo på en jevn vegg. Siden debuten har Geckskin vunnet anerkjennelser fra organisasjoner og nyheter, inkludert CNN, Bloomberg og Vergen (den siste som refererte til det som "flypapir for elefanter").
6 flaggermus og smartcanes
Flaggermus er kjent for sin nattlige dyktighet, som kommer fra deres unike evne til å skille objekter i mørket ved hjelp av ekkolokering. De gir høye sonarfrekvenser som spretter av gjenstander som skapningen potensielt kunne kollidere med mens de flyr.
Et forskersteam på Indisk institutt for teknologi i Delhi, India, har tatt et signal fra flaggermus for å revolusjonere den standard hvite stokken brukt av blinde mennesker. Gjennom sin forskning skapte de SmartCane. Enheten sender et tilsvarende signal til flaggermus for å oppdage potensielt farlige gjenstander. Enheten festes til en standard hvit stokk. Når bølgene returnerer til enheten, vibrerer den for å la brukeren vite for å unngå et objekt i hans eller hennes sti.
Selv om lignende teknologier allerede eksisterer, som for eksempel den allment tilgjengelige Ultracane, ønsket utviklerne av SmartCane å skape et produkt som ikke bare er nyttig, men rimelig for alle. SmartCane selger på rundt $ 50, sammenlignet med $ 1000 Ultracane.
5 Biter og vannhøsting
Engineering effektive måter å høste vann har vært en av de største utfordringene i den moderne æra. Vann er en slik verdifull ressurs som det er vanskelig å tro at noen skapninger bare kunne trekke den ut av tynn luft. Imidlertid Stenocara gracilipes bille kan bare gjøre det.
Denne boblen er innfødt i kystnære Namib-ørkenen i det sørvestlige Afrika, en av de heteste, mest ubehagelige stedene på jorden. Når vinden feier tåke inn fra havet, samler vanndråper langs en rekke glasslignende støt langs bjelkelens bakside. Dråpene løper deretter ned små kanaler til billeens munn. Denne prosessen er avgjørende for insektets overlevelse, da tåken ruller bare rundt seks ganger per måned.
Det har vært flere forsøk av forskere å gjenskape denne nyttige evnen. For det første har forskere ved Det britiske forsvarsdepartementet utført forskning i 2001 om å lage telt og takfliser som kan samle vann i tørre områder. Et firma med navnet NBD Nano ble også inspirert av boblen. Grunnlagt av fire nyutdannede med grader i biologi, organisk kjemi og maskinteknikk, har selskapet som mål å produsere en selvfylt vannflaske basert på bjelkelens skall. Fra og med 2012 produserte de en prototype for å gå på markedet.
4 Sea Sponges Og Solpaneler
Ved første øyekast kan den oransje puffball svampen ikke se ut som mye. Hva mer kan noen bruke den til, annet enn et trendy dusj tilbehør? Det viser seg at disse enkle hvirvelløse dyr har en spesiell evne til å høste silisium fra sjøvann og bruke den til å bygge opp sine svampete kropper. Denne prosessen kan potensielt gi en måte å bygge billigere, mer miljøvennlige solpaneler.
Produsenter lager vanligvis solcellepaneler ved å legge kjemikalier på en inert overflate for å lage et tynt, krystallinsk lag. Laget fungerer som en halvleder som genererer en elektrisk strøm når sollys treffer den. Denne høytemperatur, lavtrykksprosessen er energiintensiv og derfor dyr.
Forsker Daniel Morse og hans team ved University of California Santa Barbara utviklet en måte å etterligne den oransje puffball svampens evne til å produsere silisium uten å bruke høye temperaturer og lavt trykk. Svampen utfører denne prestasjonen takket være et enzym som kalles silikatin, som bidrar til å omdanne kiselsyre i sjøvann til kiselspiser.
Ved å bruke flytende sinknitrat i stedet for sjøvann og ammoniakk istedenfor silikatin, var laget i stand til å replikere sjøsvampens prosess og anvende den på solceller. Prosessen trenger videreutvikling, men det er en lovende måte å gjøre solenergi mer tilgjengelig for alle.
3 tre veps og rombor
Verktøy bygget for bruk i det ytre rommet har vanligvis de samme problemene: De er store, arbeider sakte og suger opp store mengder kraft. Plassboren er ikke noe unntak. Enda mer problematisk, bevegelsen av jord-stil øvelser kan få dem til å flyte bort i et lavt tyngdekraft miljø.
Skriv inn den store trehvalen. Hunnene av denne arten, også kjent som hornstiltip, har en ovipositor, en spisset rørlignende struktur som brukes til å legge egg på baksiden av kroppen. Hun legger egg ved å finne et passende tre, kjører ovipositoren inn i kofferten, og legger eggene inn i kofferten. Hele prosessen skader ikke henne i det hele tatt, noe som er imponerende, gitt at dette lille insektet i utgangspunktet kjører kroppen i massivt tre.
I 2006 lanserte et lag av fire forskere ved University of Bath i Storbritannia et papir som foreslo en plassboring som ble modellert etter den kvinnelige trehvalen. Denne øvelsen ville være kraftig nok til å bore gjennom solid rock med samme design som ovipositoren. Julian Vincent, lagets biomimetikkprofessor, uttalt at den tøffeste delen var å få plassbyråer til å akseptere det nye designet. Han sier at romingeniører vanligvis ikke liker å bruke nyere teknologier hvis den nåværende fortsatt jobber.
2 sommerfugler og blendingsfrie skjermer
Sommerfugler er veldig gode til inspirerende visuell teknologi, så det er ingen overraskelse at hemmeligheten for å eliminere mobiltelefonskjermen kan også komme fra disse nydelige skapningene. I 2015 gjorde tyske forskere ved Karlsruhe Institute of Technology en overraskende oppdagelse: Tilstedeværelsen av uregelmessig formede, nanoskopiske strukturer på vingene på glasswingens sommerfugl eliminerer mest reflektert lys. Deres funn ble publisert i tidsskriftet Naturkommunikasjon.
Forskning på hvordan man bruker denne teknologien til skjermbilder på mobilenheten, er fortsatt i gang. Hvis vellykket, kan du kysse å slite med å lese telefonen utendørs farvel.
1 Termitter Og Grønne Bygninger
En fantastisk naturfunn som finnes i hele Afrika er den mektige termithøyden. Bygget helt av jorden, kan disse strukturene stå overraskende høye og gi massive kolonier av termitter. Ikke bare det, men de har også en meget effektiv metode for å regulere temperatur og ventilasjon. For en er haugene vanligvis bygget med nord-sør orientering. Dette gjør at mounden kan absorbere varme til sin base når solen er lav og for å unngå for mye varmeeksponering i den varmeste delen av dagen. Termitter åpner og lukker en serie vents i hagen for å regulere den varme luften som kommer opp gjennom grunnen av strukturen. Awesome, ikke sant?
Ingeniører verden over har lagt merke til termites design evner og tilpasset dem til menneskelig bruk. Eastgate-senteret i Harare, Zimbabwe, det største shopping- og kontorkomplekset i landet, ble bygget på grønne arkitekturprinsipper inspirert av termithøyd. Denne bygningen har ingen vanlige oppvarmings- eller kjølesystemer, men bruker et passivt system som består av vifter og ventilasjonsåpninger for å regulere temperaturer året rundt. Det ble designet av lokalarkitekt Mick Pierce, som også utviklet en lignende bygning i Melbourne, Australia.