Прво што приметите у одељењу збирки ентомологије, одељење Лепидоптера, у Смитсониановом музеју природне историје је безобличан, неухватљив познати мирис. Мотхбаллс. Укратко сам размотрио космичку иронију кошница у соби пуној молова (и лептира, рода молова који су током дана еволуирали да лете) пре него што сам се обратио Бобу Роббинсу, ентомологу истраживања. "Много је инсеката који ће јести сушене инсекте", рекао је, "тако да сте традиционално држали те штеточине коришћењем нафталена или мољаца."
Из ове приче
[×] ЗАТВОРИ
Научници верују да би се ледена крила лептира морфоса могла користити у технологији да би користила људима
Видео: Како крила лептира надахњују иновацију
Сличан садржај
- Овај материјал са инспирацијом за шарке могао би учинити кациге и оклоп тијела сигурнијим
- Дизајн авиона инспирисан природом и омогућен техником
- Научници стварају робота налик црву који се може палити по земљи
- Када животиње надахњују изуме
- Како нас природа чини паметнијима
Коприве су постепено укинуте (у корист замрзавања нових примерка како би се убили било који штеточине), али тај дуготрајни мирис, као и бескрајне фиоке инсеката забијене под стакло и пажљиво распоређене у низу по челичним ормарима само за таксономско потомство појачава осећај старости у пригушеној комори. Чини се да вријеме мирује као и милијуни примјерака.
Али продире кроз те фиоке, кроз тачно распоређене ескадриле ластавица и заласке сунца, и почиње се другачија идеја: ово није успавано складиште, већ лабораторија која истражује изузетно успешно предузеће. Током неких 150 милиона година, ови „производи“ су немилосрдно прототипирани, тестирани на тржишту, надограђивани, дорађени и на други начин постали нови и побољшани како се свет око њих мењао. Сваки од ових крхких узорака представља пакет иновација који чека да буде разумљив и прилагођен.
Ово је идеја која се крије иза све утицајније дисциплине биомимикрије: да ми људи, који покушавамо да учинимо ствари само трептајем еволуцијског ока, морамо много да научимо из дугих процеса природне селекције, било да је то како учини крило аеродинамичнијим или град отпорнијим или електронски дисплеј живахнијим. Пре више од деценије, град на МИТ-у под називом Марк Милес бавио се у области микро-електромеханике и обраде материјала. Док је пролазио кроз научни магазин, зауставио га је чланак о томе како лептири стварају боју у крилима. Сјајна иридесцентна плава разних морфо врста, на пример, не потиче од пигмента, већ од „структуралне боје“. Та крила носе нанобрасни склоп карираних плоча чији су облик и удаљеност један од другог постављени у тачном обрасцу који омета рефлективне светлосне таласне дужине да би се створила сјајна плава боја. Да би се створио тај исти плави од пигмента, потребно би било много више енергије - енергије која се боље користе за летење, храњење и репродукцију.
Милес се питао да ли се та способност може на неки начин искористити. Где бисте још желели невероватно живу боју у танком паковању? Наравно: на екрану електронских уређаја. Куалцомм, који је стекао компанију коју је Милес оформио да би развио технологију, користио ју је на свом Мирасол дисплеју. "Ми искориштавамо појаве оптичких сметњи", каже Бриан Галли, старији директор менаџмента производа у Куалцомму. Испод стаклене површине налази се огроман низ интерферометријских модулатора, у основи микроскопских (10 до 50 микрона квадратних) огледала који се померају горе-доле у микросекундама, како би створили одговарајућу боју.
Попут крила лептира, „екран узима бијелу амбијенталну свјетлост око нас, бијелу или сунчеву свјетлост, а кроз сметње ће нам послати слику у боји“, каже Галли. За разлику од класичних ЛЦД екрана, Мирасол не мора да ствара сопствено светло. „Осветљеност екрана се аутоматски скалира са околном светлошћу.“ Као резултат тога, Мирасол троши десетину енергије ЛЦД читача. Куалцомм је екран користио у е-читачу и нуди га за лиценцу другим компанијама.
Иако је биомимикрија деценијама инспирисала људске иновације - један од најчешће цитираних примера је Велцро, који је швајцарски инжењер Георгес де Местрал патентирао 1955. године, након што је проучавао како су се буле залепиле за његову одећу - боља технологија и нијансирана истраживања омогућили су све сложеније адаптације . Дизајнерски софтвер који је створио немачки истраживач Цлаус Маттхецк - и који се користи у Опел и Мерцедес аутомобилима - одражава начине на који дрвеће и кости распоређују снагу и оптерећења. Вентилатор који је створио Пак Сциентифиц позајмљује од образаца вртложних алги, наутилуса и дрхтавица за ефикасније померање ваздуха. Стакленик који се наводњава у морској води у катарској пустињи користиће трикове за кондензацију и испаравање који изваљују из носа деве. Сада, дијелом захваљујући континуираним иновацијама у производњи наноцјевских производа, произвођачи доводе на тржиште све шири спектар производа.
Биомимикрија сама по себи није производ, већ процес који се ослања на природне организме и процесе како би потакнуо иновације. Организације, па чак и градови, могу да надахњују екосистеме, каже Тим МцГее, биолог и члан Биомимицри 3.8, консултанта из Монтане. У Лаваси - коју су њени програмери описали као „први планирани град брда“ у Индији, који се надају да ће на крају изградити домове за више од 300.000 људи - савез се саветовао са пејзажним архитектима. Стога је стратегија садње укључивала листопадна стабла, формирајући надстрешницу за хватање, а затим испаравањем, отприлике трећину монсунске кише која је погодила. Тај ефекат делује „попут мотора који покреће монсун у унутрашњост“, каже МцГее, који помаже у спречавању суше тамо. Хидродинамички ефикасан облик лишћа дрвећа баниана утицао је на дизајн боље кровне шиндре за отпрему воде, док су системи за преусмеравање воде инспирисани начинима на који комбајни мрави воде воду из својих гнезда. Први град "Лаваса" је завршен, а предвиђају се још четири до 2020. године.
Сви причају о начинима како смањити људски отисак, или доћи до „нето нула“ утицаја. Али природа, каже МцГее, обично иде корак даље: „То готово никада није нула - излаз из тог система је обично користан за све око њега.“ Шта ако бисмо могли градити наше градове на исти начин? „Шта ако је у Нев Иорку, кад је падала киша, вода која је ушла у Источну реку била чистија него када је пала?“ И шта ако, кад се шума запали, пламен се може угасити средствима која не зависе. на отровне материје? „Природа ствара средства за успоравање пламена која нису нетоксична“, напомиње МцГее. "Зашто не можемо?"
Годинама су се истраживачи фокусирали на хемију успоривача пламена, без резултата. Али можда би природни процеси могли понудити неки пут ка иновацијама у лабораторији, каже МцГее. Можда је то начин на који се чешери-борови отварају пред топлином (како би се омогућила репродукција чак и док ватра уништава шуму) или на начин на који дрвећа еукалиптуса просипају разбацане комаде брзо сагоревајуће коре како би усисали кисеоник и однијели ватру из главне пртљажник. Јаиме Грунлан, инжењер машинства у компанији Текас А&М, развио је тканину отпорну на ватру која користи хитозан, обновљиви материјал узет из шкољки јастога и шкампи (и хемијски сродник химина у крилима лептира) да би створио полимерни премаз нанолоцера која, изложена топлоти, ствара угљеничну "шкољку" која штити тканину.
Лепидоптера описује неколико проблема који су током неколико хиљада година искрцани на радном месту у природи. У еволуцијском позиву и одговору између плена и грабежљивца, многи су мољи развили способност детекције ултразвучних кликова слепих мишева, а неки могу чак и слати збуњујуће супротне сигнале. Крила лептира имају тенденцију да буду црна ближе њиховим телима, како би помогла у хватању топлоте. Та крила су прекривена заштитним премазом отпорним на нечистоће - само се чисте. Украсне "очи" на тим крилима, које би требале застрашити грабежљивце, често се постављају близу ивице како би се смањила оштећења крила ако је лептир угрижен.
А ту је и боја - на шта мислимо када помислимо на лептире. "Људи их зову како лете цвећем", каже Роббинс. Док неки користе боју за камуфлажу, најживахније врсте крећу другим путем, рекламирајући своју отровност за потенцијалне грабежљивце на мршавом приказу. Писац Давид Куаммен назива их „бимбос природног света“, „еволутивни експеримент у чистом декоративном вишку.“ Свеукупно, пише Куаммен, лептири „представљају идеал слаткоће и нежне грациозности који изгледа готово невин од читаве немилосрдне еволуције слободне - за све. "А богатство надахнућа чека на полет на тим крилима трачева.
Истраживачи са шангајског Универзитета Јиао Тонг, инспирисани лептирићима птица - црна област на њиховим крилима омогућава скоро потпуно апсорпцију светлости, да би одузели топлоту - стварају структурално сличан супер црни аморфни карбонски филм који ће помоћи у стварању ефикасније соларне технологије. Пројект назван НОтЕС, који је проистекао из истраживања на Универзитету Симон Фрасер у Британској Колумбији, користи структуре ометане светлости да би створио жиг против фалсификовања који је теже разбити него холограм и који се може штампати не само на банци белешке, али о читавом низу других објеката. Ознаке радиофреквентне идентификације (РФИД), које се користе за све, од праћења залиха до примене перформанси нечије гуме, обично не раде добро у екстремним окружењима, посебно тамо где има воде или метала. Тако је компанија названа Омни-ИД прилагодила принцип ометања да створи поузданији РФИД, користећи ситне металне ваге у ознакама да би побољшали свој пренос радио сигнала.
С обзиром да Морпхо користи боју како би привукао пажњу, чини се да је лептир такође инспирисао људску моду. Донна Сгро, модна дизајнерка из Сиднеја у Аустралији и самоописана „повременим лепидоптеристом“, створила је три хаљине од тканине под називом Морпхотек, плави материјал без пигмента, иридесцентни плави материјал који црта своју боју из оптичких интерференција. Сгро каже да, иако Морпхотек елиминише потребу за бојама (и тиме потенцијално има мањи траг околине), њено интересовање превазилази уобичајени "дизајн-решење типа дизајна" који биомимисти обично следе. На крају крајева, мода је више од основне потребе за одјећом. Како начин на који природа користи естетику може информисати о нашем понашању? Сгро сада студира на докторату из биомимикрије и моде на Краљевском институту моде у Мелбоурну.
Роббинс и ја напустили смо колекционарски центар Природословног музеја и отишли до оближњег павиљона лептира, и то је било попут лепсоптерог љубавног феста. Жена је укочила свој паметни телефон да фотографише монарха који се храни цветом. Јапанска туристица узвикнула је како је заљев Фритиллари слетио на њену торбу. Дијете викнуло као Морпхо-пелеиди полако су махали својим бљештавим плавим крилима. Није лако замислити да се овај призор догађа са било којим другим инсектом; праведно или не, не посећујемо павиљоне са грмовима и мравима.
Питао сам о осебујној привлачности ових инсеката. "Не пецкају, не гризу", рекао је. „Они које људи углавном виде су лепи. Неки од њих су штетни за пољопривреду, али су прилично љубазни момци и поприлично су љепши од већине других инсеката. “Кад би се само, помислио сам, људи сада могли знати колико та љепота може бити корисна.
