निसर्गाने प्रेरित केलेले आविष्कार

बायोमिमेटिक्सचे विज्ञान आता विकासाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यावर आहे. बायोमिमेटिक्स निसर्गातील विविध कल्पनांचा शोध आणि कर्ज घेणे आणि मानवतेला भेडसावणाऱ्या समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी त्यांचा वापर करणे. मौलिकता, असामान्यता, निर्दोष अचूकता आणि संसाधनांची अर्थव्यवस्था, ज्यामध्ये निसर्ग त्याच्या समस्या सोडवतो, या आश्चर्यकारक प्रक्रिया, पदार्थ आणि संरचना काही प्रमाणात कॉपी करण्याची इच्छा आणि आनंद देऊ शकत नाही. बायोमिमेटिक्स हा शब्द अमेरिकन शास्त्रज्ञ जॅक ई. स्टील यांनी 1958 मध्ये तयार केला होता. आणि गेल्या शतकाच्या 70 च्या दशकात "बायोनिक्स" हा शब्द सामान्यपणे वापरात आला, जेव्हा "द सिक्स मिलियन डॉलर मॅन" आणि "द बायोटिक वुमन" या मालिका टेलिव्हिजनवर दिसू लागल्या. टिम मॅकगी चेतावणी देतात की बायोमेट्रिक्सचा बायोइन्स्पायर्ड मॉडेलिंगमध्ये थेट गोंधळ होऊ नये कारण, बायोमिमेटिक्सच्या विपरीत, बायोइन्स्पायर्ड मॉडेलिंग संसाधनांच्या किफायतशीर वापरावर जोर देत नाही. खाली बायोमिमेटिक्सच्या कामगिरीची उदाहरणे आहेत, जिथे हे फरक सर्वात जास्त स्पष्ट आहेत. पॉलिमरिक बायोमेडिकल सामग्री तयार करताना, होलोथुरियन शेल (समुद्र काकडी) च्या ऑपरेशनचे सिद्धांत वापरले गेले. समुद्री काकडींचे एक अद्वितीय वैशिष्ट्य आहे - ते कोलेजनची कडकपणा बदलू शकतात जे त्यांच्या शरीराचे बाह्य आवरण बनवतात. जेव्हा समुद्री काकडीला धोक्याची जाणीव होते तेव्हा ती आपल्या त्वचेची कडकपणा वारंवार वाढवते, जणू कवचाने फाटली आहे. याउलट, जर त्याला एका अरुंद अंतरामध्ये पिळण्याची गरज असेल, तर तो त्याच्या त्वचेच्या घटकांमध्ये इतका कमकुवत होऊ शकतो की ते व्यावहारिकरित्या द्रव जेलीमध्ये बदलू शकते. केस वेस्टर्न रिझर्व्हच्या शास्त्रज्ञांच्या गटाने समान गुणधर्मांसह सेल्युलोज तंतूंवर आधारित सामग्री तयार करण्यात व्यवस्थापित केले: पाण्याच्या उपस्थितीत, ही सामग्री प्लास्टिक बनते आणि जेव्हा ते बाष्पीभवन होते तेव्हा ते पुन्हा घट्ट होते. शास्त्रज्ञांचा असा विश्वास आहे की अशी सामग्री इंट्रासेरेब्रल इलेक्ट्रोडच्या निर्मितीसाठी सर्वात योग्य आहे, जी विशेषतः पार्किन्सन रोगात वापरली जाते. मेंदूमध्ये रोपण केल्यावर, अशा सामग्रीचे इलेक्ट्रोड प्लास्टिक बनतील आणि मेंदूच्या ऊतींना नुकसान होणार नाही. यूएस पॅकेजिंग कंपनी इकोव्हेटिव्ह डिझाईनने नूतनीकरणयोग्य आणि जैवविघटनशील सामग्रीचा एक गट तयार केला आहे ज्याचा वापर थर्मल इन्सुलेशन, पॅकेजिंग, फर्निचर आणि संगणक प्रकरणांसाठी केला जाऊ शकतो. मॅकजीकडे आधीच या सामग्रीपासून बनवलेले एक खेळणी आहे. या सामग्रीच्या उत्पादनासाठी, तांदूळ, बकव्हीट आणि कापूसची भुसी वापरली जातात, ज्यावर प्लीरोटस ऑस्ट्रेटस (ऑयस्टर मशरूम) बुरशीचे पीक घेतले जाते. ऑयस्टर मशरूम पेशी आणि हायड्रोजन पेरोक्साइड असलेले मिश्रण विशेष मोल्डमध्ये ठेवले जाते आणि अंधारात ठेवले जाते जेणेकरून उत्पादन मशरूम मायसेलियमच्या प्रभावाखाली कठोर होईल. नंतर बुरशीची वाढ थांबविण्यासाठी आणि उत्पादनाच्या वापरादरम्यान ऍलर्जी टाळण्यासाठी उत्पादन सुकवले जाते. अँजेला बेल्चर आणि तिच्या टीमने एक नवीन बॅटरी तयार केली आहे जी सुधारित M13 बॅक्टेरियोफेज व्हायरस वापरते. हे सोने आणि कोबाल्ट ऑक्साईड सारख्या अजैविक पदार्थांना स्वतःला जोडण्यास सक्षम आहे. व्हायरस स्वयं-विधानसभा परिणाम म्हणून, ऐवजी लांब nanowires मिळू शकते. ब्लेचरच्या गटाला यापैकी अनेक नॅनोवायर एकत्र करण्यात यश आले, परिणामी ते अतिशय शक्तिशाली आणि अत्यंत कॉम्पॅक्ट बॅटरीचा आधार बनले. 2009 मध्ये, शास्त्रज्ञांनी लिथियम-आयन बॅटरीचे एनोड आणि कॅथोड तयार करण्यासाठी अनुवांशिकरित्या सुधारित व्हायरस वापरण्याची शक्यता दर्शविली. ऑस्ट्रेलियाने नवीनतम बायोलाइटिक्स सांडपाणी प्रक्रिया प्रणाली विकसित केली आहे. ही फिल्टर सिस्टिम सांडपाणी आणि अन्नाचा अपव्यय जलदगतीने जलसिंचनासाठी वापरल्या जाणाऱ्या दर्जेदार पाण्यात बदलू शकते. बायोलाइटिक्स प्रणालीमध्ये, कृमी आणि मातीतील जीव सर्व कार्य करतात. बायोलाइटिक्स प्रणाली वापरल्याने ऊर्जेचा वापर जवळजवळ 90% कमी होतो आणि पारंपारिक साफसफाई प्रणालींपेक्षा जवळजवळ 10 पट अधिक कार्यक्षमतेने कार्य करते. तरुण ऑस्ट्रेलियन वास्तुविशारद थॉमस हर्झिगचा विश्वास आहे की फुलण्यायोग्य वास्तुकलासाठी मोठ्या संधी आहेत. त्याच्या मते, फुगण्यायोग्य संरचना पारंपारिक रचनांपेक्षा अधिक कार्यक्षम आहेत, त्यांच्या हलकीपणामुळे आणि कमीतकमी सामग्री वापरामुळे. याचे कारण हे आहे की तन्य शक्ती केवळ लवचिक पडद्यावर कार्य करते, तर संकुचित शक्ती दुसर्या लवचिक माध्यमाद्वारे विरोध करते - हवा, जी सर्वत्र असते आणि पूर्णपणे मुक्त असते. या प्रभावाबद्दल धन्यवाद, निसर्ग लाखो वर्षांपासून समान रचना वापरत आहे: प्रत्येक जीव पेशींचा समावेश आहे. पीव्हीसीपासून बनवलेल्या न्यूमोसेल मॉड्यूल्समधून आर्किटेक्चरल स्ट्रक्चर्स एकत्र करण्याची कल्पना जैविक सेल्युलर संरचना तयार करण्याच्या तत्त्वांवर आधारित आहे. थॉमस हर्झोगने पेटंट केलेल्या पेशी अत्यंत कमी किमतीच्या आहेत आणि आपल्याला जवळजवळ अमर्यादित संयोग तयार करण्याची परवानगी देतात. या प्रकरणात, एक किंवा अगदी अनेक न्यूमोसेल्सचे नुकसान संपूर्ण संरचनेचा नाश करणार नाही. कॅलेरा कॉर्पोरेशनद्वारे वापरल्या जाणार्‍या ऑपरेशनचे सिद्धांत मोठ्या प्रमाणात नैसर्गिक सिमेंटच्या निर्मितीची नक्कल करते, जे कोरल त्यांच्या आयुष्यादरम्यान सामान्य तापमान आणि दाबांवर कार्बोनेटचे संश्लेषण करण्यासाठी समुद्राच्या पाण्यातून कॅल्शियम आणि मॅग्नेशियम काढण्यासाठी वापरतात. आणि कॅलेरा सिमेंटच्या निर्मितीमध्ये, कार्बन डायऑक्साइड प्रथम कार्बोनिक ऍसिडमध्ये रूपांतरित केले जाते, ज्यापासून नंतर कार्बोनेट मिळतात. मॅकजी म्हणतात की या पद्धतीद्वारे, एक टन सिमेंट तयार करण्यासाठी, त्याच प्रमाणात कार्बन डायऑक्साइड निश्चित करणे आवश्यक आहे. पारंपारिक पद्धतीने सिमेंटच्या उत्पादनामुळे कार्बन डायऑक्साइड प्रदूषण होते, परंतु हे क्रांतिकारी तंत्रज्ञान, त्याउलट, पर्यावरणातून कार्बन डायऑक्साइड घेते. अमेरिकन कंपनी नोव्होमर, जी नवीन पर्यावरणास अनुकूल सिंथेटिक सामग्री विकसित करते, प्लास्टिक तयार करण्यासाठी एक तंत्रज्ञान तयार केले आहे, जेथे कार्बन डायऑक्साइड आणि कार्बन मोनोऑक्साइड मुख्य कच्चा माल म्हणून वापरला जातो. मॅकजी या तंत्रज्ञानाच्या मूल्यावर भर देतात, कारण वातावरणात हरितगृह वायू आणि इतर विषारी वायू सोडणे ही आधुनिक जगाच्या मुख्य समस्यांपैकी एक आहे. नोव्होमरच्या प्लास्टिक तंत्रज्ञानामध्ये, नवीन पॉलिमर आणि प्लास्टिकमध्ये 50% कार्बन डायऑक्साइड आणि कार्बन मोनोऑक्साइड असू शकतात आणि या सामग्रीच्या उत्पादनासाठी लक्षणीयरीत्या कमी ऊर्जा आवश्यक आहे. अशा उत्पादनामुळे मोठ्या प्रमाणात हरितगृह वायू बांधण्यास मदत होईल आणि ही सामग्री स्वतःच बायोडिग्रेडेबल बनते. मांसाहारी व्हीनस फ्लायट्रॅप वनस्पतीच्या सापळ्याच्या पानाला कीटक स्पर्श करताच, पानाचा आकार लगेच बदलू लागतो आणि कीटक मृत्यूच्या सापळ्यात सापडतो. अॅम्हर्स्ट युनिव्हर्सिटी (मॅसॅच्युसेट्स) मधील आल्फ्रेड क्रॉसबी आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी एक पॉलिमर सामग्री तयार करण्यात व्यवस्थापित केले जे दाब, तापमान किंवा विद्युत प्रवाहाच्या प्रभावाखाली थोड्याशा बदलांवर समान प्रकारे प्रतिक्रिया देण्यास सक्षम आहे. या सामग्रीची पृष्ठभाग सूक्ष्म, हवेने भरलेल्या लेन्सने झाकलेली असते जी दाब, तापमान किंवा विद्युत् प्रवाहाच्या प्रभावाखाली त्यांची वक्रता (उतल किंवा अवतल बनते) खूप लवकर बदलू शकते. या मायक्रोलेन्सेसचा आकार 50 µm ते 500 µm पर्यंत बदलतो. लेन्स स्वतः जितके लहान असतील आणि त्यांच्यातील अंतर तितक्या वेगाने सामग्री बाह्य बदलांवर प्रतिक्रिया देते. मॅकजी म्हणतात की हे साहित्य विशेष बनवते ते म्हणजे ते सूक्ष्म आणि नॅनो तंत्रज्ञानाच्या छेदनबिंदूवर तयार केले गेले आहे. शिंपले, इतर अनेक द्विवाल्व्ह मोलस्कप्रमाणे, विशेष, हेवी-ड्यूटी प्रोटीन फिलामेंट्स - तथाकथित बायससच्या मदतीने विविध पृष्ठभागांना घट्टपणे जोडण्यास सक्षम असतात. बायसल ग्रंथीचा बाह्य संरक्षणात्मक थर एक बहुमुखी, अत्यंत टिकाऊ आणि त्याच वेळी अविश्वसनीय लवचिक सामग्री आहे. कॅलिफोर्निया विद्यापीठातील ऑरगॅनिक केमिस्ट्रीचे प्राध्यापक हर्बर्ट वेट हे शिंपल्यांवर बराच काळ संशोधन करत आहेत आणि त्यांनी अशी सामग्री पुन्हा तयार केली ज्याची रचना शिंपल्यांद्वारे तयार केलेल्या सामग्रीसारखी आहे. मॅकगी म्हणतात की हर्बर्ट वेटने संशोधनाचे एक संपूर्ण नवीन क्षेत्र उघडले आहे आणि त्यांच्या कार्याने शास्त्रज्ञांच्या दुसर्‍या गटाला आधीच फॉर्मल्डिहाइड आणि इतर अत्यंत विषारी पदार्थांचा वापर न करता लाकूड पॅनेलच्या पृष्ठभागावर उपचार करण्यासाठी PureBond तंत्रज्ञान तयार करण्यात मदत केली आहे. शार्कच्या त्वचेची पूर्णपणे अनोखी मालमत्ता आहे - त्यावर जीवाणू वाढू शकत नाहीत आणि त्याच वेळी ते कोणत्याही जीवाणूनाशक वंगणाने झाकलेले नाही. दुसऱ्या शब्दांत, त्वचा जीवाणू मारत नाही, ते त्यावर अस्तित्वात नाहीत. रहस्य एका विशेष पॅटर्नमध्ये आहे, जे शार्कच्या त्वचेच्या सर्वात लहान स्केलद्वारे तयार होते. एकमेकांशी जोडून, ​​हे तराजू एक विशेष डायमंड-आकाराचा नमुना तयार करतात. हा नमुना शार्कलेट संरक्षणात्मक अँटीबैक्टीरियल फिल्मवर पुनरुत्पादित केला जातो. मॅकजीचा असा विश्वास आहे की या तंत्रज्ञानाचा वापर खरोखर अमर्याद आहे. खरंच, अशा पोतचा वापर जो बॅक्टेरियांना रुग्णालये आणि सार्वजनिक ठिकाणी वस्तूंच्या पृष्ठभागावर गुणाकार करू देत नाही, 80% बॅक्टेरियापासून मुक्त होऊ शकतो. या प्रकरणात, जीवाणू नष्ट होत नाहीत, आणि म्हणून, ते प्रतिजैविकांच्या बाबतीत, प्रतिकार मिळवू शकत नाहीत. शार्कलेट टेक्नॉलॉजी हे विषारी पदार्थांचा वापर न करता जिवाणूंची वाढ रोखणारे जगातील पहिले तंत्रज्ञान आहे. bigpikture.ru नुसार