Efectul de lotus Bionics - copiat din natura BR Cunoaștere
Este un clasic în bionică: efectul de lotus. Zeci de ani au trecut de la descoperire la utilizarea practică. Omul nu poate decât să admire perfecțiunea naturii - sau să învețe din ea.
Wilhelm Barthlott, botanist și om de știință bionic din Bonn, a făcut o descoperire importantă în anii 1970: frunzele florii de lotus, care este originară din Orientul Îndepărtat, sunt întotdeauna curate. Au calitatea de a se purifica. În decenii de muncă, acest așa-numit efect de lotus a fost examinat cu atenție. Acum este brevetat și este utilizat practic.
Bionic: curat datorită suprafeței de autocurățare
Frunza de lotus își dezvăluie secretul doar la microscopul electronic: cristale minuscule de ceară stau pe suprafața frunzei, ceea ce conferă frunzei o structură aspră. Nenumăratele butoane microscopice înseamnă că particulele de murdărie și picăturile de apă au doar câteva puncte de contact cu frunza și, prin urmare, nu pot adera. Picăturile de apă se rostogolesc sferic, luând cu ele particule de murdărie și praf.
Efectul de lotus în viața de zi cu zi
Mulțumită efectului de lotus: o lingură de miere care nu va lipi miere ...
Cercetătorii au reușit să recreeze această microstructură dură pe suprafețe artificiale. În prezent, efectul de lotus are multe domenii de aplicare: există vopsea de fațadă care rulează pur și simplu apa și murdăria de pe pereții casei și ceară de silicon care poate fi pulverizată pe diverse materiale, de exemplu copertine, țiglă sau senzori pentru sisteme de taxare. Efectul de lotus este potrivit în special suprafețelor expuse constant la vânt și intemperii.
Efectul de lotus în viitor
Oamenii de știință sunt în proces de a deschide alte domenii de aplicare pentru efectul lotus. De exemplu, sunt de conceput vopselele auto și geamurile auto-curățate. Acest lucru ar renunța la curățarea lor. Dar această idee vizionară nu a devenit încă realitate, ceea ce se datorează și faptului că suprafețele cu efect de lotus devin automat mate. Nu este un argument bun în industria auto.
Suprafață autocurățată datorită efectului lotus: pentru geamuri, fațade sau mașini
De asemenea, se efectuează cercetări pentru sigilarea aeronavelor cu suprafață cu efect de lotus. Atunci picăturile de apă și cristalele de gheață nu se mai puteau lipi de aripi și fuselaj. Dezghețarea enervantă din timpul iernii ar fi eliminată. Dar suprafața acoperită nu este încă suficient de stabilă pentru viteze mari. Structura suprafeței ar fi distrusă imediat.
Natura ca profesor
Aripă fluture antireflex
Bionica - natura devine tehnologie: aripile de fluture servesc drept model pentru dezvoltarea telefoanelor mobile.
Aripile de fluture oferă idei pentru acoperirea antireflexivă pe afișajele telefonului mobil, ecranele laptopurilor și ochelarii: Oamenii de știință de la Institutul de Tehnologie Karlsruhe au descoperit că aripile fluturii cu aripă de sticlă (și: „spiritul pădurii”, lat. Greta oto) nu reflectă cu greu lumina și, prin urmare, sunt în mare parte transparente. Nanostructurile neregulate de pe aripi sunt responsabile pentru acest lucru. În funcție de unghiul de vizualizare, două până la cinci procente din lumină se reflectă din aripa fluture. Cu un geam de sticlă este de opt până la sută la sută. Institutul dorește să dezvolte primele aplicații bazate pe modelul animal.
Meduze zburătoare
Bionică - copiată din natură: Pentru oamenii de știință, mișcările de înot ale unei meduze sunt un model pentru o aeronavă.
Oamenii de știință de la Universitatea din New York au dezvoltat un avion care imită mișcările de înot ale unei meduze. Are patru aripi dispuse în cerc care se deschid și se închid. Drept urmare, construcția, care cântărește doar 2,1 grame, se ridică și plutește prin aer. Ornitopterul - o aeronavă care generează propulsie prin mișcarea aripilor - gestionează fără tehnologie de control și stabilizare de către suprafețele velei. Noul dispozitiv este format din trei inele din fibre de carbon, un motor mic și aripi lungi de opt centimetri, acoperite cu un film transparent din poliester.
Inspirat de buzzard
Model pentru avioane și așa parte a bionicii: mișcările de zbor ale păsărilor de pradă, cum ar fi șoimul de aici
Bioniștii au găsit o metodă de economisire a energiei pentru avioane prin observarea păsărilor de pradă. Ghețurile și vulturii împrăștie niște pene la vârfurile aripilor în zbor. Acest lucru previne vârtejurile de aer care le încetinesc și ajută păsările să alunece prin aer fără a folosi multă energie. Cu aripile îndoite în sus, acest principiu poate fi transferat aeronavelor și ajută la economisirea combustibilului.
Auto-vindecare în liane
Lianas: oamenii de știință bionici vor să-și folosească mecanismul de auto-vindecare pentru materialele de construcție
Construirea cu spumă are un avantaj: construcțiile sunt extrem de ușoare. Dar și extrem de vulnerabil. De aceea oamenii de știință caută materiale auto-vindecătoare în natură - și le-au găsit în lumea plantelor. Lianele cresc foarte repede. Dacă apar fisuri în tulpini, acestea se vindecă în câteva zile. Celulele din țesutul de bază se umflă în lacrimă și închid rana. În curând, materialele precum membranele acoperite cu spumă ar trebui să se poată repara singure și apoi să fie utilizate ca materiale de construcție.
Perfecțiunea sub apă
Model pentru bionică: pinguinul de măgar simplificat
Cercetătorii încearcă să construiască forma perfectă de eficientizare. Rezultat: prototipul unui submarin futurist care urmează să fie utilizat în scopuri de cercetare la adâncimi mari. Pinguinul a fost nașul pentru asta. Se mișcă repede și elegant prin apă - un adevărat înotător maestru, cu o formă perfectă de raționalizare. Producătorii de vehicule deasupra și sub apa pot visa doar la o rezistență atât de scăzută la curgere.
Păianjenul vă arată cum
Inspiră bionica să facă noi cercetări: pânza unui păianjen de viespe
Acoperișul cortului Stadionului Olimpic din München: o capodoperă arhitecturală și o capodoperă tehnică. Acoperișul de 74.800 de metri pătrați este format din cabluri de oțel interconectate. O comparație cu un construct foarte similar în natură este evidentă: pânza de păianjen. Filetele transversale și longitudinale subțiri de napolitane întind o plasă care poate rezista la presiuni și forțe de întindere enorme. Mătasea de păianjen este foarte ușoară și în același timp extrem de stabilă și elastică. Proprietăți care inspiră bionica să facă noi cercetări.
Arta camuflajului
Merită copiat pentru bionică: camuflajul unui leopard, aici bine ascuns într-un copac.
Un mijloc de camuflaj încercat și testat, folosit de militari în întreaga lume: mici pete de culoare determină dizolvarea contururilor corpului. Este dificil să-l vedeți pe un fundal de o culoare similară. Natura arată șmecheria. Arta de a te face invizibil este răspândită în regnul animal. Trucul: modelele de zone mici dizolvă optic contururile corpului. De exemplu, leopardul se camuflează cu o blană pătată care îi permite să se amestece cu fundalul.
Cameleonul ca model pentru roboți
Cel mai mic cameleon din Madagascar din Madagascar: Bionics își copiază abilitățile de alpinism pentru roboții de tunel.
Oamenii de știință de la Universitatea din Jena dezvoltă un alpinist artificial, un robot pentru tuneluri, arbori și țevi care funcționează în conformitate cu principiile modelelor sale animale, cameleoni și șobolani. De aceea au analizat și filmat mișcările celor două animale cu un sistem video cu raze X unic în lume și ale cărui camere livrează până la 1.000 de imagini pe secundă. Reptila urmează un alt principiu de alpinism decât șobolanii care urcă cu gheare. Robotul ar trebui să copieze diferita biologie a alpinismului pentru a se deplasa în siguranță ca un cameleon și pentru a repezi ca un șobolan în tuneluri de alimentare înguste sau conducte de cablu.
Amortizoare încorporate
De asemenea, face parte din bionică și un model pentru tehnologia dentară modernă: sidef realizat din cochilii și melci
Cojile se protejează cu o coajă de sidef, care este atât de stabilă încât oamenii de știință bionici fac tot ce le stă în putință pentru a le recrea. Secretul constă în microstructura sidefului: structurile de var asigură coaja nu cedează. Între ele există un sistem de „amortizoare” realizate din chitină și proteine, care asigură că învelișul nu se rupe. Microscopul de forță atomică relevă faptul că sideful este construit în straturi foarte ordonate, care oferă stabilitate suplimentară. Materialul sidefat în implanturile rezistente la rupere poate revoluționa tehnologia dentară în câțiva ani.