Није сваки дан ронилачки одмор отворити пут за могућу технолошку иновацију, још мање онај који укључује уши. Ипак, управо се то догодило Алексис Ноел.
Кандидат доктора машинских наука с Института за технологију Џорџије описао је путовање роњењем, њено ухо које је накнадно зачепило водом и кривац - уши - који су воду држали заробљену иза његове слузнице, њеном професору Давиду Хуу. Нити за једно вријеме њих двоје су били укључени у детаљне расправе о лепљивој супстанци.
Тада је погодило: Шта се више може научити од ушног воска?
Заинтригиран, Ноел објашњава да је воштани материјал континуирано „напрезан и обликован“ у различите облике због покрета чељусти који присиљавају ушни канал да се измета између овалног и округлог облика. Ове промене на крају пукну ушни восак, на крају проузрокујући да вам испадне из уха (иако у ситним, тешко видљивим комадима).
Кад је у питању способност ушног ушију да филтрира честице прашине, она каже да филтрира прашину много пре него што изађе из уха. Овај процес започиње када ушна воска прекрива ушне длачице и ствара структуру сличну мрежи. Та је структура, објашњава она, „врло вероватно“ пронађена у ушима свих сисара и игра улогу у сакупљању прашине.
"Док ваздух циркулише у и из уха, честице прашине су зграбљене лепљивом течношћу", каже Ноел. Ушна каша на крају постаје засићена прашином, узрокујући да се онда ломи и испада из уха.
Људи обично резервишу ушни восак за памучне брисеве. Но Ноел се пита, да ли би било корисно за то изван ушног канала?
"Замишљам филтрирање ваздуха у кући", каже Ноел о једној могућој примени, помињући АЦ јединице и преносиве ваздушне филтере. "Филтер у облику ушног воска може трајати дуже од традиционалног мрежног."
Она и њен тадашњи додипломски истраживач Зац Зацхов започели су испитивање флуидних својстава ушне свиње, паса, оваца и зечева. Проучавање животињског ушију за животиње, уместо људског, значило је избегавање великих количина папирологије потребне за последњу, омогућавајући им да се што пре уђу у посао. Њихово очекивање било је да ће својства течности варирати између сваке животиње, али оно што су открили било је изненађујуће.
Алекис Ноел и њен тим прикупљали су и проучавали узорке ушију од различитих животиња. (А. Ноел, З. Зацхов и Д. Ху, Георгиа Тецх) „Прикупили смо узорке мртвих животиња из друге лабораторије у сарадњи са Георгиа Тецх“, каже Ноел. Објашњава да им је вискозност ухог воска била "потпуно иста било да је била од ситног зеца или велике свиње. Својства течности су била идентична. “Без обзира на контаминант (измет, прљавштину, прашину, итд.), Ушни восак је и даље текао унутар уха.
Ноел је сматрала занимљивим да ушна воска велике животиње има иста својства као и мања, али није се изненадила у потпуности, с обзиром да течности попут мукозе или крви обично остају конзистентне код животиња.
Сада наоружан информацијама о својствима течности у ушима, Ноел планира да процени максимални капацитет задржавања прашине за уши - и људе и животиње. Радознала је о томе „колико прашине је потребно да би се дошло до тог распадајућег стања.“
Затим долази вађење података. „Погледаћемо место лома узорака ушног воска са различитим концентрацијама прашине“, објашњава она. „Додаћемо прашину у узорцима ушних воска, посматрајући да ли се догоди лом и цртати тачку лома насупрот концентрацији прашине.“ Ноел додаје да то може пружити информације о дуготрајности будућих система за филтрирање.
Људски ушни уши је ефикасан у сакупљању прашине, јер ствара мрежицу око ушних длачица. (А. Ноел, З. Зацхов и Д. Ху, Георгиа Тецх) Док су истраживања у току, одбацивање потенцијалних апликација у овом тренутку је преурањено, објашњава Ноел. Она наставља да предвиђа систем за филтрирање ваздуха у кући који садржи супстанцу сличну ушном воску оптимизовану за максималну количину прашине и тачке лома. Ипак, точкови јој се врте. Као ентузијастична обожаватељица свемира, каже да би једног дана волела да се примијени на неки свемир.
Бетх Раттнер, извршна директорица Миссоула, Института за биомикрију са седиштем у Монтани, радо је сазнала за Ноелово истраживање.
„Увек смо одушевљени када чујемо о учешћу научника у новим истраживачким могућностима и како они могу да инспиришу креативне, одрживије технологије“, каже Раттнер. „Посебно је фасцинантно то што укључује уши, нешто што сви живимо сваки дан, али о коме ретко размишљамо. Надамо се да ћемо једног дана рећи нашим читаоцима на АскНатуре.орг о високотехнолошким филтерима за ваздух инспирисаним ушном воском, поред филтера за воду инспирисаних протеинима китове балеине и аквапорином. "
АскНатуре.орг је веб локација Института за биомимикрију која омогућава заједници да нађе, излечи и креира одрживе стратегије и решења за дизајн, а све то је инспирисано природом.
У серији Биомимицри 3.8 - сестринској организацији Института - Марк Дорфман је био хемичар биомимикрије 10 година. Ноелово истраживање ушију натјера га да мисли на медузе, на све ствари.
Када медузе испумпају своје тело, објашњава он, стварају вртлоге који стварају специфичан проток. То може значити да би будући системи за филтрирање прашине могли укључивати суспендиране цеви које наликују тртицама, које раде у тандему са супстанцама сличним ушима, а све у настојању да правилно усмјерите, ухватите и филтрирате честице.
Дорфманова је такође заинтригирала својства урушавања ушију за које сматра да би могла имати неку потенцијалну комерцијалну вриједност.
„Индустријски процеси су често непрекидни, а не серијски, тако да је искључивање операција на чишћењу филтрационих система нешто што руководиоци покушавају да избегну“, каже он. „Зато идеја о лепљивим материјама које хватају честице из ваздуха често није била пожељна опција. Међутим, ако лепљива супстанца промијени својства након засићења честицама тако да падне с било којег мрежног подлоге на коју се причврсти, мислим да би то могло бити од великог интереса за одрживо рјешење. "
Дорфманови точкови се такође врте.
"Можда би могао постојати систем у којем би се у слојевима наносила супстанца слична ушима, тако да површински слој постане засићен и отпадне, изложи се нови, нови слој који хвата честице", каже он. „Још увек сам задивљен чињеницом да природа увек открива изненађујуће нове стратегије за надахнуће решења за савремене индустријске изазове.“
За Ноела, потрага за решењима у природи не завршава се на ушном уху. Истражује мачје језике. Ноел је чак имао срећу да опази тигров језик, околност која је настала након што је тигар у зоолошком врту Атланта, Кави, умро крајем прошле године.
Мачји језици прекривени су флексибилним бодљицама који се хватају запетљани у крзну и раздиру их. Са свим тим се игра изучавање сила за убоде, каже Ноел.
"Предвиђамо неку врсту јединствене четке за лако одвајање четкица која се једноставно чисти из овог дела мачјег језика", каже Ноел. „Лако могу да замислим четку за људе или кућне љубимце, али размотрићемо и алтернативне примене попут технологија чишћења тепиха.“
Сва ова истраживања су у најмању руку сигурно занимљива. Одакле то иде?
Рецимо само да ћемо дефинитивно чувати будуће детаље.
