حیواناتی که الهام بخش اختراعات مهم شدند

به گزارش آوای البرز خراسان نوشت: ​​​سال هاست که انسان ها از حیوانات الهام می گیرند و برای همه چیز از مُد گرفته تا معماری گونه ها را مورد استفاده قرار می دهند. در دنیای مهندسی به این مبحث «بیومیمیک» می گویند. ممکن است تعجب کنید که چگونه بسیاری از اختراعات واقعاً از طراحی و رفتار حیوانات برگرفته شده اند. در این‎جا چند مورد از جالب ترین نمونه های آن آورده شده است.

پشه ها     سوزن های جراحی
دانشمندان از توانایی نیش زدن پشه ها برای کاهش درد سوزن ها برای انسان استفاده می کنند. محققان و مهندسان دانشگاه کانسای در ژاپن از دهان سوزنی مانند پشه (به نام پروبوسیس آن) نشانه هایی را برای طراحی یک سوزن سه شاخه با حداقل تهاجم دریافت کردند. سوزن نیز کمی در حدود ۱۵ هرتز می لرزد شبیه به گاز گرفتن واقعی که تماس سوزن را به پوست کاهش می‎دهد و از شدت درد می کاهد. آزمایش ها ثابت کرده است که این سوزن بی عیب و نقص کار می کند.
 کرم شب تاب      لامپ های ال ای دی
کرم شب تاب به کارآمدتر شدن لامپ های LED کمک می کند. این فانوس های حشره ای دارای ریزساختارها یا برآمدگی های میکروسکوپی نامتقارن هستند که نور را آزاد می کنند. محققان از ایالت پنسیلوانیا دریافتند که افزودن ریزساختارها به سطح LED ها که معمولاً دارای برآمدگی های متقارن هستند باعث می شود نور بیشتری فرار کند. این فرایند آن ها را کارآمدتر می‎کند و استخراج نور را تا ۹۰ درصد بهبود می بخشد.
جمجمه دارکوب     جعبه سیاه
آیا تا به حال فکر کرده اید که دارکوب ها چگونه می توانند در تمام طول روز به طور یکنواخت به تنه درختان بکوبند و به این عملکرد خود ادامه دهند؟ دلیلش این است که جمجمه آن ها دارای ضربه گیرهای داخلی است که دانشمندان طراحی طبیعی آن ها را برای جعبه سیاه هواپیما دزدیده ‍ اند! محققان دانشگاه کالیفرنیا برکلی از ویدئو و سی تی اسکن دارکوب ها استفاده کردند تا متوجه شوند که جمجمه آن ها با چهار ساختار طراحی شده است. این ساختارها شوک مکانیکی را جذب می کند و همچنین منقار آن ها دارای ناحیه ای پر از مایع اسفنجی و مغزی نخاعی است که برای مهار ارتعاش عمل می کند. دانشمندان از این ویژگی برای ایجاد رکوردهای پرواز که در برابر ضربه مقاوم هستند استفاده کردند که به جعبه سیاه هم معروف است.
چشمان گکو   لنزهای تماسی و لنزهای دوربین
این مارمولک ها ممکن است کلید بهبود بینایی انسان را داشته باشند. آن ها یکی از معدود حیواناتی هستند که می توانند رنگ ها را در شب ببینند و بینایی آن ها ۳۵۰ برابر حساس تر از انسان است. دانشمندان دانشگاه لوند دریافتند که گکوها فقط دارای تراکم مخروطی بالاتری در شبکیه چشم خود هستند به این معنی که می توانند طول موج های نور خاص تری را تشخیص دهند. محققان امیدوارند که این موضوع بتواند لنزهای دوربین و همچنین توسعه لنزهای تماسی چند کانونی را در آینده بهبود بخشد.
بال های پروانه     فناوری ضدجعل پول
پول های تقلبی به لطف پروانه ها از بین می رود! در پروژه ای به نام NOtES محققان دانشگاه سیمون فریزر بال های رنگین کمانی پروانه مورفو کاستاریکا را مورد مطالعه قرار دادند. آن ها با استفاده از ساختارهای تداخل نور در مقیاس نانو فناوری ایجاد کردند تا یک آنلاین ضدجعل ایجاد کنند. شکستن آن از هولوگرام دشوارتر است و می توان آن را نه تنها روی اسکناس بلکه روی طیف وسیعی از اشیای دیگر چاپ کرد.
باله نهنگ عنبر    نیروی باد
نهنگ های گوژپشت یکی از بزرگ ترین جانوران روی زمین هستند و با این حال به لطف حرکت باله های خوش طراحی خود با سرعت حرکت می کنند. باله های نهنگ گوژپشت به دلیل وجود غده هایشان (برجستگی هایی که روی باله های آن ها یافت می شود) برای توربین های بادی مورد مطالعه و مدل سازی قرار گرفته اند که به بهبود آیرودینامیکی کمک می کند. شرکتی به نام WhalePower دریافت که توبرکل ها ۸ درصد بهبود در بلند کردن و ۳۲ درصد کاهش در کشش ایجاد می کنند و امکان افزایش ۴۰ درصدی زاویه حمله روی باله های صاف را فراهم می کنند. آن ها از این ویژگی برای طراحی توربین های بادی با راندمان افزایش یافته استفاده می کنند که همچنین ظرفیت بهبود ایمنی و عملکرد هواپیماها فن ها و موارد دیگر را دارد.
زرافه ها    پایداری فشار خون
زرافه ها از بلندترین جانوران روی زمین هستند که به این معنی است که خون آن ها فضای زیادی برای گردش دارد. دانشمندان از بدن این جانوران برای کمک به انسان در درمان زخم های وریدی پا با فشرده سازی استفاده کرده اند. اندازه قلب و پاهای زرافه دو برابر انسان است با این حال آن ها همچنین دارای عضلات ساق پای کوچک تر بدون انگشتان متحرک و حداقل حرکت مفاصل مچ پا هستند. از طرفی آن ها پوستی بسیار سخت فیبری و غیرالاستیک دارند که آستین سفت و سختی ایجاد می کند تا بازگشت وریدی را بهینه کند. دانشمندان از این خاصیت برای ایجاد یک سیستم فشرده سازی برای انسان هایی که از زخم های وریدی پا رنج می برند استفاده کرده اند.
مرغ مگس خوار    فناوری هلی‎کوپتر
مرغ مگس خوار توانایی پرواز به عقب و شناور شدن در جای خود را دارد که آن را شبیه به هلی‎کوپتر می کند. پژوهشگران دانشگاه استنفورد و دانشگاه واگنینگن پس از ردیابی گشتاور بال های ۱۲ گونه مختلف مرغ مگس خوار مطالعه ای را منتشر کردند و دریافتند که نسبت طول بال به عرض این پرندگان توانایی آن ها را برای حفظ قدرت شناور ماندنشان افزایش می دهد. به طور خاص مرغ های مگس خوار با نسبت ابعاد بزرگ‎تر نسبت به دیگران انرژی کمتری مصرف می کردند. مهندسان امیدوارند از این اطلاعات در طراحی هلی‎کوپتر استفاده کنند.
ماهی کاد     ضدیخ در بانک های خون
دانشمندان دریافتند که Arctic Cod یک مکانیسم تکاملی برای جلوگیری از یخ زدن در آب های یخی محل زندگی‎اش دارد. ماهی کاد از یخ زدن جلوگیری می کند زیرا پروتئین های ضدیخ واقعی دارد (به معنای واقعی کلمه گلیکوپروتئین ضدیخ نامیده می شود) که در خون آن ها گردش می کند تا آن را به شکل مایع نگه دارد و نه یخ. این موضوع باعث شد تا محققان دانشگاه وارویک پلیمر جدیدی به نام پلی وینیل الکل برای حفظ خون بسازند که مانند ضدیخ عمل می کند و از یخ زدگی که می تواند سلول ها را از بین ببرد جلوگیری می کند.
سمور دریایی    لباس مرطوب
دانشمندان MIT در مطالعه ای که در مجله Physical Review Fluids منتشر شده است از خز سمور برای یک نوآوری تقلید کرده اند. آن ها پوسته های خزمانند و لاستیکی ایجاد کردند که از همان مکانیسمی بهره می برد که سمورها برای گرم نگه داشتن استفاده می کنند. این جانوران هوا را بین موهای منفرد هنگامی که در آب هستند به دام می اندازند.
پوست کوسه   کشتی های نیروی دریایی ایالات متحده
کوسه ها به لطف پوست صاف و ابریشمی خود در اقیانوس ها سر می خورند؛موضوعی که نیروی دریایی ایالات متحده را تحت تاثیر قرار داده است تا به این پوست ها به عنوان راهی برای جلوگیری از چسبیدن میکروارگانیسم ها به سطح کشتی هایشان نگاه کند. پوست کوسه با فلس های V شکل کوچکی به نام دنتیکل های پوستی پوشیده شده است که به کوسه ها کمک می کند تا از چسبیدن میکروارگانیسم ها جلوگیری کنند. نیروی دریایی از آن زمان ماده ای به نام Sharklet را براساس این الگوی پوست ایجاد کرده است تا از رشد موجودات دریایی روی بدنه کشتی ها جلوگیری کند. این فناوری عملکرد کشتی را بهینه می‎کند و هزینه سوخت را کاهش می دهد.
موریانه ها      سیستم‎های تهویه
آفریقا یکی از گرم ترین مکان های روی زمین است؛ با این حال تپه های عظیم موریانه که در آب وهوای خشک آن وجود دارند خنک باقی می مانند. دانشمندان ایده های طراحی را از این موجودات کوچک می دزدند تا به تهویه مناسب ساختمان ها کمک کنند. آن ها دریافتند که این تپه ها دارای یک دودکش مرکزی عایق شده بزرگ هستند که توسط تکیه گاه هایی احاطه شده است که در طول روز گرم می شوند و هوای گرم را به سمت بالا و خارج از دودکش حرکت می دهند و هوای خنک را در داخل نگه می دارند. مهندسان امیدوارند که از این ایده در ساختمان ها و سیستم های تهویه استفاده کنند. یک شرکت مهندسی به نام Arup با استفاده از این فناوری یک مرکز خرید در زیمباوه ساخته است و ۱۰ درصد انرژی کمتری نسبت به تهویه مطبوع سنتی مصرف می کند.

انتهای پیام