0
ویژه نامه ها
پیشکسوتان شهادت | به مناسبت شهادت حجت‌الاسلام مصطفی قاسمی

پیشکسوتان شهادت | به مناسبت شهادت حجت‌الاسلام مصطفی قاسمی

شنبه، 14 ارديبهشت 1398
سال 1398، سال رونق تولید

سال 1398، سال رونق تولید

پنجشنبه، 1 فروردين 1398

الگوبرداری و الهام گیری از طبیعت

پژوهشگران در حال به کار گیری آموخته‌های خود در حل مشکلاتی در رابطه با بقای انسان، با الهام گیری از پروانه‌ها، سوسک‌ها، ‏صدف‌ها و سایر موجودات هستند. چیزهای شگفت انگیزی در بیرون از خانه وجود دارد. چیزهایی جدید که می‌توان از هر موجود ‏زنده‌ای آموخت.‏
الگوبرداری و الهام گیری از طبیعت
انسان کارهای فراوانی انجام می‌دهد که گیاهان و حیوانات قادر به انجام آن نیستند. ما می‌توانیم صحبت کرده و بخوانیم. می‌توانیم بازیهای کامپیوتری انجام داده و روی برف اسکی کنیم و کارهایی از این جمله که هیچ کرم یا سرخسی تا به حال انجام نداده است.

با این وجود کارهای فراوانی نیز وجود داشته که انسان آرزو می‌کند که ای کاش می‌توانست آنها را انجام دهد و در بسیاری موارد طبیعت پیش از آن به راه حلی در مورد آن رسیده است.
برخی حشرات بر روی آب راه می‌روند. مارمولک می‌تواند بر روی سقف بخزد. برگ درختان نور خورشید را به انرژی ذخیره شده تبدیل می‌کنند. بعضی پرندگان روزها بدون هیچ گونه تلاشی در باد پرواز می‌کنند.

 
حشره
 حشره‌ای که می‌تواند روی آب راه برود

به گفته‌ی جانین بنیوس نویسنده و کارشناس محیط زیست، موجودات ساده «می‌توانند تکنیک‌هایی بکار ببرند که در حقیقت بسیار پیشرفته‌تر از ما بوده و می‌توانیم درسهای زیادی از آنها بیاموزیم».

در سراسر جهان، پژوهشگران با نگاه به طبیعت به دنبال یافتن راه‌هایی جهت حل انواع مشکلات هستند. آنها با الهام از طبیعت در حال ساخت چسب‌هایی با قدرت چسبندگی بیشتر، مواد مستحکم‌تر، و بسیاری موارد دیگر هستند.

علم الگو برداری از طبیعت با عنوان بیومیمکری (biomimicry) شناخته می‌شود.

 

صدف یا پوسته‌های محکم

چه چیز موجب استحکام زیاد یک ماده می‌شود؟

صدف حلزونی غول پیکر صورتی دارای صدف یا پوسته زیبایی است که به شدت محکم بوده و به سختی شکسته می‌شود. صدف این نرم تن تقریباً به طور کامل از نوعی ماده معدنی آهکی تحت عنوان آراگونیت ساخته شده است. آراگونیت شکلی از کربنات کلسیم به حساب می‌آید. با این حال، صدف این نرم تن صدها برابر محکم‌تر از این ماده معدنی به تنهایی است.
 
به نظر می‌رسد که این صدف استحکام خود را از نوعی ماده تشکیل دهنده مخفی یعنی مولکولهایی با نام پروتئین بدست آورده است. این پروتئین‌ها شبکه‌ای را تشکیل می‌دهند که اطراف کریستالهای معدنی را دربرگرفته و آنها را به یکدیگر متصل می‌سازند.

در صورتی که بر روی صدف این نرم تن ضربه سختی وارد سازید، پوسته آن شکسته نشده و در عوض ترک‌های کوچکی روی آن پدیدار می‌شود. در حقیقت ضربه وارده در سرتاسر ماده گسترش یافته و موجب حفظ پوسته از شکستگی می‌شود.

 

جداسازی کربن

هنگامی که نفس می‌کشید، اکسیژن را وارد ریه‌های خود ساخته و دی‌اکسید کربن را خارج می‌سازید. یک مولکول دی‌اکسید کربن از یک اتم کربن و دو اتم اکسیژن تشکیل شده است.

گیاهان دارای توانایی شگفت‌انگیزی در حذف مولکولهای دی‌اکسید کربن از هوا، بیرون کشیدن یا جداسازی اتم‌های کربن و استفاده از آنها جهت ساخت ترکیبات مفیدی مانند قند هستند.
یک مولکول دی‌اکسید کربن از یک اتم کربن و دو اتم اکسیژن تشکیل شده است.
گوفری کاتس شیمیدان دانشگاه کورنل قصد دارد به همان روشی که گیاهان قند تولید می‌کنند، پلاستیک بسازد. هدف او یافتن موادی است که کربن را به کارآمدی گیاهان و به طور مستقیم از دی‌اکسید کربن بدست آورد.

کاتس در پروژه دیگری با الهام از طبیعت موفق به کشف راهی جهت ساخت پلاستیک‌های سودمند ویژه‌ای از مولکولهای یافت شده در بسیاری از انواع باکتریها شد. این پلاستیک‌ها از مزیت تجزیه پذیری زیستی برخوردارند.

مواد چسبناک

گاهی اوقات، در اختیار داشتن موادی که به یکدیگر می‌چسبند سودمند است. اینجاست که نوار چسب الهام گرفته از مارمولک به کار می‌آید.

سال گذشته دانشمندان کالج لوئیس و کلارک در پورتلند، موفق به کشف علت چسبندگی پاهای مارمولک به هنگام چسبیدن به سقف شدند. آنها دریافتند که چگونه موهای موجود بر روی پاهای مارمولک امکان چسبیدن این جانور به سقف و حتی راه رفتن بر روی آن را فراهم می‌سازند.

چنین اطلاعاتی می‌تواند به تولید نوعی چسب نواری الهام گرفته از مارمولک منجر شود. با کمک این چسب می‌توانید رباتهایی را تصور کنید که از دیوارها بالا می‌روند، چسب‌های زخمی که به هنگام کنده شدن کمتر اذیت می‌کنند و حتی مرد عنکبوتی را در نظر بگیرید که به راحتی از سقف آویزان است.
 

رنگهای طبیعی

انسان اغلب از رنگ جهت زیباتر ساختن غذا، پارچه و مواد بسیار دیگری استفاده می‌کند. جین آبی، موی سبز و ژله‌ی رنگی نمونه‌هایی از آن را شامل می‌شود. اما بسیاری از این مواد رنگ آمیزی سمی هستند و استفاده از آنها می‌تواند خطراتی به همراه داشته باشد.
 
در رنگ آبی درخشان بال برخی پروانه‌ها از رنگدانه‌های شیمیایی استفاده نشده است.طبیعت پاسخ دیگری برای آن دارد. به عنوان مثال در رنگ آبی درخشان بال برخی پروانه‌ها از رنگدانه‌های شیمیایی استفاده نشده است. در عوض این رنگ ناشی از شیوه بازتاب نور توسط فلس یا پوسته‌های بال پروانه است. چنین بازتاب‌هایی همچنین رنگهای رنگین کمانی پرهای طاووس یا آبی روشن پرهای پرنده آبی را بوجود می‌آورند.
 
پرنده آبی شرقی
 پرنده آبی شرقی

برخی شرکتها شروع به استفاده از چنین استراتژی جهت ایجاد طرح‌هایی بر روی سطوح جهت بازتاب برخی رنگهای نور کرده‌اند و از آن، اشیاء رنگی تابناک یا حتی انواع جدید صفحه نمایش کامپیوتر ساخته‌اند.
 

کمک به سازندگان

بیومیمکری می‌تواند به معماران و طراحان ساختمان و سایر سازه‌ها جهت بهبود زندگی افراد کمک کند.

به عنوان مثال جهت بنا کردن یک ساختمان محکم، یک شرکت ساختمانی می‌تواند ستونهای فولادی را در عمق زمین قرار داده تا فونداسیون یا شالوده ساختمان مستحکم شود. یا یک ساختمان ساز سعی کرده از سیستم‌های ریشه‌ی درختان کهن که هزاران سال است تنه‌های عظیم را نگه داشته‌اند کپی برداری کند.

مثال دیگری ذکر می‌کنیم. برخی سوسکهای بیابانی برآمدگی‌هایی بر روی بالهای خارجی محکم خود دارند. نوک هر برآمدگی مانند شیشه صاف بوده و آب را جذب می‌کند. فواصل میان برآمدگی‌ها از نوعی موم پوشیده شده است. موم آب را دفع می‌کند.

در صبح‌های مه آلود، قطرات کوچک آب بر روی بالهای این جانور جمع شده و این قطرات به هم پیوسته و بزرگ می‌شوند، سپس از پشت سوسک به درون دهان آنها سر خورده و می‌ریزند.

اکنون مهندسان بریتانیایی در حال ساخت صفحات و کاشی‌هایی هستند که به برآمدگی پشت سوسک شباهت دارند. چنین سطحی با تعداد زیادی شیشه‌های کروی کوچک که اندازه هرکدام به اندازه دانه گیاه رسیده و درون لایه نازکی از موم قرار داده پوشانده شده‌اند. چادرهایی که با این مواد پوشیده شده‌اند می‌توانند آب را برای اردوگاه‌های پناهندگان و جوامع فقیر زراعت پیشه در کشورهای دچار خشکسالی فراهم سازند.
 
سوسک بیابانی
سوسک بیابانی

هدف نهایی دانشمندان تقلید و کپی برداری نه تنها از مواد بلکه از کل فرایند موجود در طبیعت است.

به عنوان مثال بجای قطع درختان و جمع آوری مواد و مصالح ساختمان سازی، شاید روزی فرا رسد که بتوانیم آنچه طبیعت انجام می‌دهد یعنی ساخت سازه‌هایی  به طور کامل الهام گرفته از طبیعت را انجام دهیم.

به عنوان مثال آبالون نوعی صدف دریایی، مایعی را از بدن خارج کرده و جهت ساخت صدفهای بسیار سخت از آن استفاده می‌کند. فوق‌العاده خواهد بود که ساختمان سازان چنین کاری انجام دهند. تصور کنید جهت جفت کردن یا سرهم کردن سازه‌ها، مایعی را درون قالبی بریزید.

طی کنفرانسی در بهار گذشته در میناپولیس از معماران و ساختمان سازان خواسته شد، خانه و سازه‌هایی بسازند که از زیبایی بالهای پروانه و ضد آب بودن پوسته سوسک الهام گرفته شده باشند.


منابع:
sciencenewsforstudents
ارسال نظر شما
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.
شنبه، 24 فروردين 1398
تخمین زمان مطالعه:
بازدید: 850
موارد بیشتر برای شما
حضور راسخون در نمایشگاه رسانه های دیجیتال |  اسامی شرکت‌های حاضر در دوازدهمین نمایشگاه ملی رسانه‌های دیجیتال اعلام شد
حضور راسخون در نمایشگاه رسانه های دیجیتال | اسامی شرکت‌های حاضر در دوازدهمین نمایشگاه ملی رسانه‌های دیجیتال اعلام شد

حضور راسخون در نمایشگاه رسانه های دیجیتال | اسامی شرکت‌های حاضر در دوازدهمین نمایشگاه ملی رسانه‌های دیجیتال اعلام شد

صفات همنشین در منابع دینی
صفات همنشین در منابع دینی

صفات همنشین در منابع دینی

دلیل پرخوابی و درمان آن
دلیل پرخوابی و درمان آن

دلیل پرخوابی و درمان آن

آشنایی با مرکز خرید پالادیوم تهران
آشنایی با مرکز خرید پالادیوم تهران

آشنایی با مرکز خرید پالادیوم تهران

نکاتی درباره غار یخی چما

نکاتی درباره غار یخی چما

معرفی سوغات اراک
معرفی سوغات اراک

معرفی سوغات اراک

آشنایی با سوغات دامغان
آشنایی با سوغات دامغان

آشنایی با سوغات دامغان

تمام 35 گل کریستیانو رونالدو در فصل 19-2018
تمام 35 گل کریستیانو رونالدو در فصل 19-2018

تمام 35 گل کریستیانو رونالدو در فصل 19-2018

آشنایی با سوغات خرم آباد
آشنایی با سوغات خرم آباد

آشنایی با سوغات خرم آباد

بررسی وضع کالا‌های اساسی در مجلس شورای اسلامی
بررسی وضع کالا‌های اساسی در مجلس شورای اسلامی

بررسی وضع کالا‌های اساسی در مجلس شورای اسلامی

کاوه آفاق در آنسوی موسیقی پاپ
کاوه آفاق در آنسوی موسیقی پاپ

کاوه آفاق در آنسوی موسیقی پاپ

تیتر یک روزنامه های ورزشی کشور/ یکشنبه 26 خرداد 1398
تیتر یک روزنامه های ورزشی کشور/ یکشنبه 26 خرداد 1398

تیتر یک روزنامه های ورزشی کشور/ یکشنبه 26 خرداد 1398

تبریک متفاوت مردم ایران به ترامپ در روز تولدش
تبریک متفاوت مردم ایران به ترامپ در روز تولدش

تبریک متفاوت مردم ایران به ترامپ در روز تولدش

شرکت ایرباس، هواپیمایی با سوخت الکتریکی می‌سازد

شرکت ایرباس، هواپیمایی با سوخت الکتریکی می‌سازد

واکنش جالب رضا رفیع به ماجرای رامبد جوان
واکنش جالب رضا رفیع به ماجرای رامبد جوان

واکنش جالب رضا رفیع به ماجرای رامبد جوان

معرفی سوغات ملایر
معرفی سوغات ملایر

معرفی سوغات ملایر

10 دروازه بان برتر جهان در فصل 19-2018
10 دروازه بان برتر جهان در فصل 19-2018

10 دروازه بان برتر جهان در فصل 19-2018

شنیدن دغدغه‌های مردمی | سیدابراهیم رئیسی
شنیدن دغدغه‌های مردمی | سیدابراهیم رئیسی

شنیدن دغدغه‌های مردمی | سیدابراهیم رئیسی

تظاهر کنندگان فلسطینی ضد معامله قرن

تظاهر کنندگان فلسطینی ضد معامله قرن

همه چیز درباره پارک جنگلی الگندره
همه چیز درباره پارک جنگلی الگندره

همه چیز درباره پارک جنگلی الگندره

همه گناهان را می بخشد
همه گناهان را می بخشد

همه گناهان را می بخشد