Liściaste drony i energia z owoców. Oto ciekawe technologie wzorowane na naturze

Giganci branży zatrudniają całe sztaby researcherów i testerów, którzy wymyślają i opracowują nowe technologie, mogące wyróżnić markę na tle konkurencji. Tymczasem matka natura robi to samodzielnie od miliardów lat przy wykorzystaniu najlepszego (acz wymagającego czasu) testera, jaki istnieje – ewolucji. Przyroda na przestrzeni wieków wypracowała wiele zdumiewających mechanizmów, stanowiących inspirację dla ludzkości od zarania dziejów. Zwłaszcza w branży tech widać wiele namacalnych przykładów kopiowania naturalnych mechanizmów zwierząt i roślin, które urozmaicone o najnowsze zdobycze techniki i nauki tworzą razem imponujące rozwiązania. Oto pięć ciekawych przykładów wykorzystania natury w służbie technologii.

Energia z owoców duriana

Durian to owoc, o którym można usłyszeć wiele złego. Ten kolczasty twór pochodzący z Azji jest nazywany najbardziej śmierdzącym owocem świata, co w połączeniu z maziowatym i bardzo brudzącym miąższem sprawia, że w niektórych azjatyckich krajach jest zakazany w miejscach publicznych.

Nie oznacza to jednak, że owoc duriana powinno się demonizować. Wręcz przeciwnie, roślina może bowiem posłużyć do… zasilania aut elektrycznych. Australijscy naukowcy z University of Sydney z okropnie cuchnących odpadów, które i tak trafiłby na wysypisko, wytworzyli aerożel służąco jako budulec elektrod. Zsyntezowany owoc duriana tworzy superkondensatory, działające niczym wydajny bank energii. Badacze uważają, że baterie wykonane z duriana mogą ładować się znacznie szybciej i działać dłużej niż litowo-jonowe odpowiedniki wykorzystywane w autach elektrycznych czy smartfonach.

Dron wzorowany na liściu klonu

Czasem najlepsze pomysły biorą się po prostu z wnikliwej obserwacji, w tym wypadu Klonu. Zapewne kojarzycie charakterystyczne listki tego drzewa, które wirują na wietrze niczym malutkie wiatraki. Co ciekawe nie jest to przypadkowe zjawisko, bowiem dzięki długiemu utrzymywaniu się w powietrzu sadzonki rośliny mogą przenosić się na dalsze odległości.

Czytaj dalej poniżej

Robotyczny palec z żywą ludzką skórą. Zatrze granice między człowiekiem a maszyną? Patryk Koncewicz

COVID-19 powoduje autodestrukcję mózgu. Naukowcy coraz bliżej rozwiązania zagadki „mgły mózgowej" Patryk Koncewicz

Naukowcy z City University of Hong Kong postanowili wykorzystać to naturalne przystosowanie do stworzenia drona, który może dłużej pozostawać w powietrzu. Urządzenie przypomina nasiona klonu, a dzięki dwóm niewielkim wiatraczkom na  krańcach „skrzydeł” wpędza się w ruch obrotowy, dokładnie tak, jak jego liściasty odpowiednik.

Chrząszczowy pochłaniacz wody

Natura dostosowała organizmy do funkcjonowania w niesprzyjających środowiskach. To właśnie zwierzęta i rośliny zmagające się z trudami skrajnych warunków atmosferycznych są często źródłem najbardziej imponujących technologii. Dokładnie tak jak ten niepozorny chrząszcz, który pozwolił naukowcom ulepszyć samoloty i auta.

Stenocara gracilipes to chrząszcz żyjący w jednym z najsuchszych miejsc na świcie – afrykańskiej pustyni Nambii. Roczne opady wynoszą zaledwie 10–14 mm, zatem żyjące tam organizm o wodę muszą zadbać w szczególny sposób. Ten niewielki chrząszcz potrafi wychwytywać drobinki wody z niesionej wiatrem mgły, dzięki specjalnym guzkom pokrywającym skrzydła. Ciecz jest następnie transportowana kanalikami do otworu gębowego, sprawiając, że owad jest chodzącym pochłaniaczem wilgoci. Naukowcy z Oak Ridge National Laboratory stworzyli metodą fotolitografii chemicznej materiał zdolny do przyciągania i odpychania wody. Opracowane przez nich mikrostruktury wpływają na kondensację wilgoci w wyniku której pojawia się szron i lód. Zastosowanie technologii w konstrukcji samolotu sprawia, że lód nie osadza się na skrzydła, bo po prostu odparowuje.

Pociągi smukłe jak Zimorodek

Japonia słynie z ultraszybkich pociągów. Osiąganie prędkości rzędu 300 kilometrów na godzinę wymaga zastosowania specjalnych rozwiązań konstrukcyjnych. I cóż, tutaj znów z pomocą przychodzi przyroda, a mówiąc precyzyjniej, niewielki rybożerny ptak.

Shinkansen to sieć szybkich linii kolejowych, które czerpią inspirację z Zimorodka. Ten kolorowy ptak posiada długi i spłaszczony dziób, dzięki któremu jest w stanie nurkować po ofiarę niemalże bez plusku. Wcześniejsze wersje superszybkich pociągów musiały znacznie redukować swoją prędkość przed wjazdem do tunelu, bowiem powietrze wypychane przez korytarz uwalniało się z hukiem i bardzo dużą siłą, która mogła zagrozić konstrukcji. Dzięki zastosowaniu mocno spłaszczonej lokomotywy, przypominającej dziób zimorodka, udało się wyeliminować ten problem.

Gekon w kosmosie

Gekony otrzymały od natury w darze niezwykle mocne przyssawki. Łapy gada wyposażone są w lepkie włoski, dzięki którym może długotrwale przyczepiać się na przykład do powierzchni drzew. W przeciwieństwie do syntetycznych materiałów, które po jakimś czasie tracą przyczepność, lepkość gekona nie zanika po długotrwałym użytku. NASA wykorzystała tę naturalną zdolność do opracowania kosmicznych chwytaków.

W niedalekiej przyszłości astronauci mogą używać kotwiczek, wykorzystujących te same właściwości, co łapa gekona. Cała magia tkwi w siłach van der Waalsa, czyli pojęciu zbiorczym dla różnych oddziaływań międzycząsteczkowych. Mówiąc prośnej, cząsteczki włókien na łapach gekona reagują z cząsteczkami podłoża, sprawiając, że zwierzę nie zsuwa się nawet z gładkich powierzchni. Technologia opracowana przez NASA jest odporna na skrajne warunki panujące w przestrzeni kosmiczne i umożliwia utrzymanie nawet kilkunastokilogramowych ciężarów.

Stock image from Depositphotos