8 изобретений, вдохновлённых природой

Степан Николаенко
29 октября, 2021
9.3k
0
Наука
в избранное

Человек считает себя венцом творения, тем, кто покорил природу и явно лучше знает, в какую сторону двигаться. Но на самом деле мы ещё не до конца осознали всю гениальность эволюции, её простых, но работающих решений. Иногда люди, глядя на природу, создают изобретения, которые одновременно просты и элегантны, и превосходят всё то, что было сделано человечеством ранее.

1. Японские поезда-пули, созданные по образу клюва птицы

Японские поезда известны своей высокой скоростью, и могут ездить быстрее 30 километров в час. А ещё они имеют достаточно странную форму кабины, которая сильно удлинена, по сравнению с другими скоростными поездами. Всё дело в том, что инженер Эйдзи Накацу вдохновлялся клювом птиц из семейства зимородковых. Он и его коллеги заметили, что благодаря строению длинного клюва зимородки легко справляются с резким переходом из воздуха в воду, практически без брызг, волн и шума.

Учитывая это, Эйдзи Накацу удалось создать поезд, который, выходя на огромной скорости из узкого туннеля, практически не издаёт шума, в отличие от моделей с более короткой лобовой частью. Кроме того, такой конструкцией удалось увеличить скорость поезда и сократить его энергопотребление.

2. Клей на основе лап геккона

Нет, это не значит, что учёные измельчили лапы симпатичных ящерок, после чего сделали из них клейкое вещество. Просто они заметили, что гекконы могут зависать на горизонтальных поверхностях вниз головой, и их лапы выдерживают вес в 30 раз превышающий массу существа. Учёные обнаружили, что за такую «клейкость» ответственны крошечные щетинки на лапах гекконов, которые позволяют им цепляться даже за гладкие поверхности, взаимодействуя с ними на молекулярном уровне.

На основе этого открытия они создали клей GeckSkin, который позволяет крепить даже тяжёлые предметы к вертикальным и горизонтальным поверхностям, вроде телевизоров и шкафов. Причём кусок материала, размером с банковскую карточку, может удерживать 300 килограммов даже на такой гладкой поверхности как стекло. И, что важно, предмет можно легко отсоединить без следов на поверхности.

3. Искусственный глаз на основе глаза мухи

Несколько лет учёные, участвующие в европейской исследовательской программе CURVACE, работают над созданием биомиметических сложных глаз с панорамным неискажённым полем зрения на основе зрительных органов мух. Созданный ими прототип искусственного глаза с полусферическим полем зрения со встроенной и программируемой обработкой сигналов, а также высоким разрешением и адаптацией к освещению, в будущем, возможно, решит проблему инвалидности из-за врождённой или приобретённой слепоты, а также поможет проектировать более совершенные оптические системы.

4. Ветряные электростанции на основе плавников горбатых китов

Инженеры из канадской компании WhalePower Corporation создали лопасти для ветряных электростанций, которые способны производить до 20% больше энергии, чем лопасти классической формы. Своё изобретение они сделали, основываясь на исследовании Гарвардского университета, которое показало преимущество строения плавников горбатых китов, а точнее, неровностей на них, которые и приводят к повышенной эффективности движения. Благодаря этому турбины, при скорости ветра в 15 километров в час, раскручиваются так же эффективно, как более старые версии ветряных электростанций при 25 километрах в час. Это происходит из-за того, что неровности эффективно направляют воздушный поток через лопасти и создают закрученные вихри, которые увеличивают подъёмную силу.

5. Материалы с отсутствием бликов на основе крыльев бабочки

Бабочка из Центральной Америки Грета Ото, также известная как стеклянная бабочка, имеет прозрачные крылья, которые пропускают 98% света. Из-за этого её крылья не отражают свет, что позволяет бабочке оставаться незаметной для хищников. Учёные выяснили, что такое антибликовое свойство обеспечивается наностолбиками, стоящими на поверхности крыла. Пока что ведётся их дальнейшее изучение, и в будущем, на основе строения крыльев бабочки, учёные смогут сделать стёкла для техники, которые будут давать максимально качественную картинку без отражений. Кроме того, крылья бабочки отталкивают влагу из-за низкого коэффициента шероховатости, а также самоочищаются.

6. Иглы шприцов на основе комариных хоботков

Вряд ли найдётся хоть один человек, который не испытывает к комарам неприязни, ведь они противно пищат под ухом, а ещё неприятно жалят, после чего кожа в месте укуса долго зудит. Однако комары дали нам полезное изобретение — иглу Nanopass33, разработанную японскими учёными. Создавая эту иглу на основе строения комариных хоботков, учёные хотели добиться максимальной безболезненности укола, и им это удалось. Из-за уменьшения диаметра иглы до 0,2 миллиметров, что на 20% тоньше обычных, укол таким шприцем практически не ощутим, и реально похож на комариный укус, что полезно для людей с высокой чувствительностью кожи, которые вынуждены регулярно делать инъекции, к примеру, диабетикам.

7. Крылья самолётов, вдохновлённые птицами

Ещё с древних времён люди пытались создать крылья наподобие птичьих, чтобы парить в небесах. Их ошибкой было то, что они хотели приделать крылья к своей спине, что приводило к провалам лётных испытаний. Намного позже, уже в конце 19 века, многие инженеры, в том числе и братья Райт, вдохновляясь крыльями и техникой полёта голубей, создали первые в мире аппараты тяжелее воздуха, которые могли подняться в небо и находиться там длительное время.

В наше время мало что изменилось, просто теперь инженеры вдохновляются строением крыльев более выносливых и быстрых птиц, к примеру, альбатросов, которые могут длительное время находиться в воздухе с минимальным мышечным усилием.

8. Система микроклимата на основе термитника

Исследователи заметили, что строение термитников таково, что в них поддерживается комфортная температура на всех уровнях. Их структура настолько продумана, что температура равномерна на всей площади и летом, и зимой. Изучая конструкцию термитников, предлагается использовать её для улучшения микроклимата в многоквартирных домах, офисных и промышленных зданиях, что позволит не только повысить качество жизни, но и уменьшить загрязнение за счёт более эффективного нагрева и охлаждения помещений, а значит, и уменьшения затрат энергии.

Интересные истории, стоящие за известными изобретениями