سوسک سرگین
Onymacris laeviceps یکی از سوسکهای کویری در صحرای نامیب است که آب مورد نیاز خود را از مه جمع آوری می‌کند. این تاکتیک در حال حاضر الهام بخش مهندسان آب است.
چه سوسک یا کاکتوس، موجوداتی که در بیابان زندگی می‌کنند اغلب اوقات پیدا کردن آب برایشان کاری دشوار می‌شود. در بعضی از نقاط، پیدا کردن آب می‌تواند سال‌ها طول بکشد. در سایر نقاط، فقط در فصول خاصی در دسترس است. برای مقابله با این شرایط خشکی، حیوانات و گیاهان بیابانی که در چنین محل‌هایی زندگی می‌کنند راه‌های شگفت انگیزی را برای حل این مشکل پیدا می‌کنند. برخی از آنها از حیوانات، گیاهان یا دانه‌هایی که می‌خورند آب مورد نیاز خود را تامین می‌کنند. این بدان معنی است که موجودات هرگز نیازی به نوشیدن آب ندارند. سایر موجودات هم برای تهیه آب از سطح هوا، ترفندهای عجیبی دارند.
در حال حاضر، مهندسان به دنبال وام گرفتن از این ترفندها هستند تا بتوانند مانند آنها با مشکل کم آبی مقابله کنند. در برخی موارد، محققان می خواهند آب را از هوا مرطوب بربایند، یعنی درست همانطور که حیوانات این کار را انجام می دهند. آنها ممکن است بخواهند آب را برای نوشیدن یا سایر اهداف جمع آوری کنند.
مهم نیست که هدف این دانشمندان و مهندسین (محققانی که از علم برای حل مشکلات استفاده می‌کنند) چه خواهد بود بلکه آنچه مد نظر ماست این است که این طرح را از مادر طبیعت قرض گرفته‌اند.
چه سوسک یا کاکتوس، موجوداتی که در بیابان زندگی می‌کنند اغلب اوقات پیدا کردن آب برایشان کاری دشوار می‌شود. در بعضی از نقاط، پیدا کردن آب می‌تواند سال‌ها طول بکشد. در سایر نقاط، فقط در فصول خاصی در دسترس است. برای مقابله با این شرایط خشکی، حیوانات و گیاهان بیابانی که در چنین محل‌هایی زندگی می‌کنند راه‌های شگفت انگیزی را برای حل این مشکل پیدا می‌کنند. برخی از آنها از حیوانات، گیاهان یا دانه‌هایی که می‌خورند آب مورد نیاز خود را تامین می‌کنند. این بدان معنی است که موجودات هرگز نیازی به نوشیدن آب ندارند. سایر موجودات هم برای تهیه آب از سطح هوا، ترفندهای عجیبی دارند.
در حال حاضر، مهندسان به دنبال وام گرفتن از این ترفندها هستند تا بتوانند مانند آنها با مشکل کم آبی مقابله کنند. در برخی موارد، محققان می خواهند آب را از هوا مرطوب بربایند، یعنی درست همانطور که حیوانات این کار را انجام می دهند. آنها ممکن است بخواهند آب را برای نوشیدن یا سایر اهداف جمع آوری کنند.
مهم نیست که هدف این دانشمندان و مهندسین (محققانی که از علم برای حل مشکلات استفاده می‌کنند) چه خواهد بود بلکه آنچه مد نظر ماست این است که این طرح را از مادر طبیعت قرض گرفته‌اند.
حشرات الهام بخش
یکی از بی نظیر ترین بیابان‌های جهان در کنار ساحل جنوب غربی آفریقا قرار دارد. کویر نامیب به اندازه کارولینای جنوبی وسعت دارد. بعضی از نقاط آن هر ساله به طور متوسط 10 میلی متر (0.4 اینچ) بارندگی باران دارد. بسیاری از نقاط آن که در امتداد ساحل قرار دارند تنها نصف این مقدار بارندگی را دریافت می‌کنند. پس جای تعجب نیست که سکنه کمی دارد.
کویر نامیب
کویر نامیب فوق العاده خشک است، بنابراین ارگانیسم‌هایی که در آن زندگی می‌کنند راه‌های خلاقانه‌ای برای دریافت آب دارند.
در بعضی از بیابان‌ها، مهم‌ترین منابع آب استخرهای کوچک یا شن و ماسه مرطوب است که می‌توان در زیر زمین پیدا کرد. اندرو پارکر می‌گوید: در مورد صحرای نامیب این چنین نیست. او یک متخصص زیست شناسی در موزه تاریخ طبیعی در لندن، انگلستان است. او می‌گوید در این صحرا باران زیاد نیست و بسیار گرم است. تنها منبع قابل اعتماد آب، مه ای است که از دریا تشکیل می‌شود.
بعضی از سوسکهای صحرای نامیب از همین ترفند استفاده می‌کنند، زیرا می‌توانند از این مه به عنوان آب نوشیدنی استفاده کنند. پارکر می‌گوید که دانشمندان چهار گونه را کشف کرده‌اند که از همین روش استفاده می‌کنند. این حشرات غیر معمول در اندازه متفاوتی دیده می‌شوند. بعضی از آنها پوسته‌های نازکی دارند. سایر گونه‌ها پوسته‌های ضخیمی دارند اما همه آنها برای تامین آب نوشیدنی مورد نیاز خود، به همان شیوه عمل می‌کنند. هنگامی که مه پس روی می‌کند، سوسک در بالای تپه‌ها قرار دارد. سپس آن را تا وقتی که هوای صبح مرطوب می‌شود، جذب می‌کنند. رطوبت می‌تواند روی پوسته حشره جمع شود. هنگامی که قطره‌ها به اندازه کافی بزرگ می‌شوند، سوسک‌ها آنها را از خود به پایین و به سمت دهان خود هدایت می‌کنند.
پارکر می‌گوید: این سوسک‌ها به خوبی با شرایط سخت صحرا سازگار می‌شوند. موجودات بسیاری در بیابان وجود دارند که آب را با روش‌های غیر معمول جمع می‌کنند. پارکر می‌گوید که سوسکهای کویر نامیب احتمالا بیشتر مورد مطالعه قرار خواهند گرفت. او می‌افزاید: تکنیک‌های ساده آنها ممکن است برای مهندسان نیز ساده‌تر باشد.
او می‌گوید: این خوب است که بدانیم در طبیعت چه چیزی اتفاق می‌افتد. اما آیا استفاده از آن امکان پذیر است؟ همانطور که هر مهندسی می‌تواند به شما بگوید، اولین طراحی هر چیزی همیشه کار نخواهد کرد. گاهی اوقات طراحی نیاز به یک تغییر یا ساخت مجدد دارد. این اتفاق حتی زمانی که یک مهندس با یک طرح طبیعی و محکم شروع می‌کند نیز صادق است.
جوآن آیزنبرگ نیز دانشمند مواد در دانشگاه هاروارد در کمبریج، ماساچوست است. او و تیمش اخیرا سطحی برای جمع آوری آب از هوا ساخته‌اند. آنها طراحی با الهام از پوسته گنبدی شکل سوسکهای نامیب ساختند که جمع آوری آب را انجام می‌دهند.
آنها طراحی با الهام از پوسته گنبدی شکل سوسکهای نامیب ساختند که جمع آوری آب را انجام می‌دهند.محققان دریافتند که در شرایط بسیار مرطوب، قطره‌های آب روی هر نقطه تیز سطح پوسته سوسک‌ها قرار می‌گیرند. آزمایش آنها نشان می‌دهد که هرچه این سطوح کوچکتر باشد، سریعتر قطرات روی آن رشد می‌کنند. اما دانشمندان متوجه یک مشکل نیز شدند. دانه‌های آب در ابتدا رشد به سرعت می‌کنند اما سرعت رشد آنها پس از آن خیلی کندتر می‌شود.
بنابراین محققان تصمیم گرفتند تغییراتی را بر روی سطوح مورد استفاده در آزمون خود تغییر دهند. به جای گنبدهای منحنی شکل، آنها این سطوح را به صورت جعبه‌های تخت با لبه‌های کمی پیچ خورده ساختند. این نوع طراحی یک فضای مسطح بزرگ را در بالای هر سطحی برای جمع آوری قطرات ایجاد می‌کند.
این طراحی جدید اجازه می‌دهد قطرات آب برای مدت طولانی رشد کنند. کیو پارک عضو جدید این تیم است. وی می‌گوید: این باعث افزایش جمع آوری آب در کوتاه مدت می‌شود. او یک مهندس مکانیک در دانشگاه هاروارد است. اما، همانطور که قبلا مشاهده شد، قطره‌ها در نهایت رشد کردند تا در نهایت جاری شدند. این زمانی بود که تیم متوجه چیزی شد: برای نگه داشتن آب جمع آوری شده، آنها نیاز به جمع آوری قطرات از روی این سطوح دارند.
بنابراین آنها از یکی دیگر از ارگانیزم‌های دیگر یعنی کاکتوس الهام گرفتند. بسیاری از انواع کاکتوس‌ها دارای ستون فقراتی هستند که در پایه خود ضخیم‌تر است. البته، داشتن ستون فقرات، به حفاظت از کاکتوس در برابر عوامل طبیعی کمک می‌کند. اما این ستون‌ها دارای مزیت دیگری نیز هستند. مولکول‌های آب یکدیگر را در امتداد سطحی که در حال رشد هستند جذب می‌کنند. در نتیجه، آب به یک طرف گیاه می‌رود و سپس به زمین می‌رسد. این طراحی است که به آبیاری کاکتوس کمک می‌کند!
در بعضی از بیابان‌ها، مهم‌ترین منابع آب استخرهای کوچک یا شن و ماسه مرطوب است که می‌توان در زیر زمین پیدا کرد. اندرو پارکر می‌گوید: در مورد صحرای نامیب این چنین نیست. او یک متخصص زیست شناسی در موزه تاریخ طبیعی در لندن، انگلستان است. او می‌گوید در این صحرا باران زیاد نیست و بسیار گرم است. تنها منبع قابل اعتماد آب، مه ای است که از دریا تشکیل می‌شود.
بعضی از سوسکهای صحرای نامیب از همین ترفند استفاده می‌کنند، زیرا می‌توانند از این مه به عنوان آب نوشیدنی استفاده کنند. پارکر می‌گوید که دانشمندان چهار گونه را کشف کرده‌اند که از همین روش استفاده می‌کنند. این حشرات غیر معمول در اندازه متفاوتی دیده می‌شوند. بعضی از آنها پوسته‌های نازکی دارند. سایر گونه‌ها پوسته‌های ضخیمی دارند اما همه آنها برای تامین آب نوشیدنی مورد نیاز خود، به همان شیوه عمل می‌کنند. هنگامی که مه پس روی می‌کند، سوسک در بالای تپه‌ها قرار دارد. سپس آن را تا وقتی که هوای صبح مرطوب می‌شود، جذب می‌کنند. رطوبت می‌تواند روی پوسته حشره جمع شود. هنگامی که قطره‌ها به اندازه کافی بزرگ می‌شوند، سوسک‌ها آنها را از خود به پایین و به سمت دهان خود هدایت می‌کنند.
پارکر می‌گوید: این سوسک‌ها به خوبی با شرایط سخت صحرا سازگار می‌شوند. موجودات بسیاری در بیابان وجود دارند که آب را با روش‌های غیر معمول جمع می‌کنند. پارکر می‌گوید که سوسکهای کویر نامیب احتمالا بیشتر مورد مطالعه قرار خواهند گرفت. او می‌افزاید: تکنیک‌های ساده آنها ممکن است برای مهندسان نیز ساده‌تر باشد.
او می‌گوید: این خوب است که بدانیم در طبیعت چه چیزی اتفاق می‌افتد. اما آیا استفاده از آن امکان پذیر است؟ همانطور که هر مهندسی می‌تواند به شما بگوید، اولین طراحی هر چیزی همیشه کار نخواهد کرد. گاهی اوقات طراحی نیاز به یک تغییر یا ساخت مجدد دارد. این اتفاق حتی زمانی که یک مهندس با یک طرح طبیعی و محکم شروع می‌کند نیز صادق است.
جوآن آیزنبرگ نیز دانشمند مواد در دانشگاه هاروارد در کمبریج، ماساچوست است. او و تیمش اخیرا سطحی برای جمع آوری آب از هوا ساخته‌اند. آنها طراحی با الهام از پوسته گنبدی شکل سوسکهای نامیب ساختند که جمع آوری آب را انجام می‌دهند.
آنها طراحی با الهام از پوسته گنبدی شکل سوسکهای نامیب ساختند که جمع آوری آب را انجام می‌دهند.محققان دریافتند که در شرایط بسیار مرطوب، قطره‌های آب روی هر نقطه تیز سطح پوسته سوسک‌ها قرار می‌گیرند. آزمایش آنها نشان می‌دهد که هرچه این سطوح کوچکتر باشد، سریعتر قطرات روی آن رشد می‌کنند. اما دانشمندان متوجه یک مشکل نیز شدند. دانه‌های آب در ابتدا رشد به سرعت می‌کنند اما سرعت رشد آنها پس از آن خیلی کندتر می‌شود.
بنابراین محققان تصمیم گرفتند تغییراتی را بر روی سطوح مورد استفاده در آزمون خود تغییر دهند. به جای گنبدهای منحنی شکل، آنها این سطوح را به صورت جعبه‌های تخت با لبه‌های کمی پیچ خورده ساختند. این نوع طراحی یک فضای مسطح بزرگ را در بالای هر سطحی برای جمع آوری قطرات ایجاد می‌کند.
این طراحی جدید اجازه می‌دهد قطرات آب برای مدت طولانی رشد کنند. کیو پارک عضو جدید این تیم است. وی می‌گوید: این باعث افزایش جمع آوری آب در کوتاه مدت می‌شود. او یک مهندس مکانیک در دانشگاه هاروارد است. اما، همانطور که قبلا مشاهده شد، قطره‌ها در نهایت رشد کردند تا در نهایت جاری شدند. این زمانی بود که تیم متوجه چیزی شد: برای نگه داشتن آب جمع آوری شده، آنها نیاز به جمع آوری قطرات از روی این سطوح دارند.
بنابراین آنها از یکی دیگر از ارگانیزم‌های دیگر یعنی کاکتوس الهام گرفتند. بسیاری از انواع کاکتوس‌ها دارای ستون فقراتی هستند که در پایه خود ضخیم‌تر است. البته، داشتن ستون فقرات، به حفاظت از کاکتوس در برابر عوامل طبیعی کمک می‌کند. اما این ستون‌ها دارای مزیت دیگری نیز هستند. مولکول‌های آب یکدیگر را در امتداد سطحی که در حال رشد هستند جذب می‌کنند. در نتیجه، آب به یک طرف گیاه می‌رود و سپس به زمین می‌رسد. این طراحی است که به آبیاری کاکتوس کمک می‌کند!
منبع: ساینس نیوز فور استیودنتس
