Ефектът на лотоса Bionics - копиран от природата BR Знание
Това е класика в биониката: ефектът на лотоса. Десетилетия преминаха от откриването до практическата употреба. Човек може само да се възхищава на съвършенството на природата - или да се учи от нея.
Ботаникът и бионичен учен Вилхелм Бартлот от Бон направи важно откритие през 70-те години на миналия век: листата на лотосовия цвят, който е роден в Далечния изток, винаги са чисти. Те имат качеството да се пречистват. В десетилетия на работа този така наречен лотосов ефект е внимателно изследван. Сега е патентован и е в практическа употреба.
Бионика: чиста благодарение на самопочистващата се повърхност
Листът на лотоса разкрива своята тайна само под електронния микроскоп: на повърхността на листа седят малки кристали от восък, които придават на листа груба, изпъкнала структура. Безбройните микроскопични копчета означават, че частиците мръсотия и капчиците вода имат само няколко допирни точки с листа и следователно не могат да се залепят. Водните капчици се търкалят сферично, като взимат със себе си частици мръсотия и прах.
Ефектът на лотоса в ежедневието
Благодарение на лотосовия ефект: лъжичка мед, която няма да залепва мед ...
Изследователите са успели да пресъздадат тази груба микроструктура върху изкуствени повърхности. В днешно време ефектът на лотос има много области на приложение: има фасадна боя, която позволява водата и мръсотията просто да се търкалят по стените на къщата, и силиконов восък, който може да се пръска върху различни материали, например върху сенници, керемиди или сензори за тол системи. Ефектът на лотос е особено подходящ за повърхности, които са постоянно изложени на вятър и атмосферни влияния.
Ефектът на лотоса в бъдеще
Учените са в процес на разкриване на други области на приложение за ефекта на лотоса. Възможни са например самопочистващи се автомобилни бои и стъкла. Това би отказало от почистването им. Но тази мечтателна идея все още не се е превърнала в реалност, което се дължи и на факта, че повърхностите с лотосов ефект автоматично стават матови. Не е добър аргумент в автомобилната индустрия.
Самопочистваща се повърхност благодарение на лотосовия ефект: за прозорци, фасади или автомобили
Извършват се изследвания и за запечатване на самолети с повърхност с ефект на лотос. Тогава водни капчици и ледени кристали вече не можеха да се придържат към крилата и фюзелажа. Досадното размразяване през зимата ще бъде премахнато. Но покритата повърхност все още не е достатъчно стабилна за високи скорости. Повърхностната структура ще бъде унищожена незабавно.
Природата като учител
Антирефлексно пеперудено крило
Бионика - природата се превръща в технология: крилата на пеперудите служат като модел за развитие на мобилни телефони.
Крилата на пеперудите дават идеи за антирефлексно покритие на дисплеи на мобилни телефони, екрани на лаптопи и очила: Учени от Технологичния институт в Карлсруе откриха, че крилата на пеперудата от стъклено крило (също: „горски дух“, лат. Greta oto) почти не отразяват светлината и следователно са предимно прозрачни. За това са отговорни неправилните наноструктури на крилата. В зависимост от ъгъла на гледане, два до пет процента от светлината се отразява от крилото на пеперудата. При стъклото е от осем до сто процента. Институтът иска да разработи първите приложения, базирани на животинския модел.
Летящи медузи
Бионика - копирана от природата: За учените движенията на плуване на медуза са модел за самолет.
Учени от Нюйоркския университет са разработили самолет, който имитира плувните движения на медуза. Той има четири кръгово разположени крила, които се отварят и затварят. В резултат конструкцията, която тежи едва 2,1 грама, се издига и плава във въздуха. Орнитоптерът - въздухоплавателно средство, което генерира задвижване чрез преместване на крилата - не се нуждае от технология за управление или стабилизация с помощта на повърхности на платната. Новото устройство се състои от три пръстена, изработени от въглеродни влакна, малък мотор и дълги осем сантиметра крила, покрити с прозрачен полиестерен филм.
Вдъхновен от мишелов
Модел за самолети и така част от бионика: движението на полета на грабливи птици, като мишелов тук
Бионистите открили метод за пестене на енергия за самолети чрез наблюдение на грабливи птици. Мишеловци и лешояди разстилат по върха на крилата си по време на полет. Това предотвратява въздушните вихри, които ги забавят и помага на птиците да се плъзгат във въздуха, без да използват много енергия. При крила, наведени нагоре, този принцип може да бъде прехвърлен на самолети и помага да се спести гориво.
Самолечение в лиани
Lianas: Учените от Bionics искат да използват техния механизъм за самолечение за строителни материали
Изграждането с пяна има едно предимство: конструкциите са изключително леки. Но и изключително уязвими. Ето защо учените търсят самолечебни материали в природата - и са ги открили в растителния свят. Лианите растат много бързо. Ако се появят пукнатини в стъблата, те заздравяват в рамките на няколко дни. Клетките от основната тъкан набъбват в сълзата и затварят раната. Скоро материали като мембрани, покрити с пяна, трябва да могат да се поправят и след това да се използват като строителни материали.
Съвършенство под вода
Модел за бионика: рационализираният магарешки пингвин
Изследователите се опитват да конструират перфектната форма на рационализиране. Резултат: Прототипът на футуристична подводница, която ще се използва за изследователски цели на големи дълбочини. Пингвинът беше кръстникът. Движи се бързо и елегантно във водата - истински майстор плувец с перфектна форма на рационализиране. Производителите на превозни средства над и под водата могат само да мечтаят за толкова ниско съпротивление на потока.
Паякът ви показва как
Вдъхновява биониката да направи ново изследване: мрежата на паяк оса
Покривът на палатката на олимпийския стадион в Мюнхен: архитектурен шедьовър и технически шедьовър. Покривът от 74 800 квадратни метра е оформен от взаимно свързани стоманени кабели. Сравнението с много подобна конструкция в природата е очевидно: паяжината. Тънкопластовите напречни и надлъжни нишки разтягат мрежа, която може да издържи огромни сили на натиск и опън. Паяковата коприна е много лека и същевременно изключително стабилна и еластична. Свойства, които вдъхновяват биониката да прави нови изследвания.
Изкуството на камуфлажа
Заслужава да се копира за бионика: камуфлажът на леопард, тук добре скрит в дърво.
Изпробвано и изпитано средство за камуфлаж, което се използва от военните по целия свят: малки цветни петна водят до разтваряне на контурите на тялото. Трудно е да се види на фона на подобен цвят. Природата показва трика. Изкуството да се направиш невидим е широко разпространено в животинското царство. Трикът тук: шарките с малка площ оптически разтварят контурите на тялото. Например, леопардът се маскира с петниста козина, която му позволява да се слее с фона.
Хамелеон като модел за подражание на роботи
Най-малкият хамелеон в света от Мадагаскар: Бионикс копира уменията си за катерене за тунелни роботи.
Учените от университета в Йена разработват изкуствен алпинист, робот за тунели, шахти и тръби, който работи в съответствие с принципите на своите животински модели, хамелеони и плъхове. Ето защо те анализираха и заснеха движенията на двете животни с уникална в света рентгенова видеосистема, чиито камери доставят до 1000 изображения в секунда. Влечугото следва различен принцип на катерене от плъховете, които се катерят с нокти. Роботът трябва да копира различната биология на катеренето, за да се движи безопасно като хамелеон и бързо като плъх в тесни захранващи тунели или кабелни канали.
Вградени амортисьори
Също част от биониката и модел за съвременна дентална технология: седеф, направен от черупки и охлюви
Черупките се предпазват от седефена обвивка, която е толкова стабилна, че бионичните учени правят всичко по силите си, за да ги пресъздадат. Тайната се крие в микроструктурата на седефа: варовите структури гарантират, че черупката не отстъпва. Между тях е разположена система от "амортисьори" от хитин и яйчен белтък, която гарантира, че черупката не се счупва. Атомно-силовият микроскоп разкрива, че седефът е изграден в много подредени слоеве, които осигуряват допълнителна стабилност. Материал, подобен на седеф в нечупливи импланти, може да революционизира зъбните технологии след няколко години.