Wiedza i Życie 06/2013
W numerze m.in.:
Entomologia
Na skrzydłach miłości; Izabela Dziekańska, Marcin Sielezniew
Chemia żywności
Tajny kod na etykietach; Krzysztof Orliński
Społeczeństwo
Tęczowy grzech; Agnieszka Krzemińska
Biologia
On i on. Ona i ona; Olga Orzyłowska-Śliwińska
Etyka
Po co jest bioetyka?; Jan Hartman
Zapraszamy do obejrzenia filmu prezentującego czerwcowy numer "Wiedzy i Życia".
Wbrew pozorom nie po to, by rozstrzygać spory światopoglądowe, ale by rozwiązywać konkretne problemy związane z prawem ludzi do decydowania o sobie albo z równym dostępem do świadczeń zdrowotnych.
Platon widział w niej najszlachetniejszą z odmian miłości; Oscar Wilde uczucie, które wstydzi się własnej nazwy. Dzieje homoseksualizmu – „praktyki zbyt szpetnej, by o niej rozprawiać” – pokazują, jak wielki wpływ na nasz stosunek do seksualności ma kultura.
Motyle dzienne słusznie uważa się za symbole piękna i wdzięku. Jednak pewne aspekty ich rozmnażania naprawdę trudno nazwać romantycznymi…
Konserwanty, sztuczne barwniki, regulatory kwasowości, emulgatory – coraz częściej wspomina się o nich jedynie w kontekście „żywności nafaszerowanej chemią”. Czy rzeczywiście jest się czego bać?
Aktualne numery
09/2017
10/2017
Kalendarium
Październik
22
W 1964 r. kanadyjski komitet parlamentarny wybrał, spośród 2 600 zgłoszonych na konkurs propozycji, obecny wzór flagi Kanady.
Warto przeczytać
Odkrycia Svante Pääbo zrewolucjonizowały antropologię i doprowadziły do naniesienia poprawek w naszym drzewie genealogicznym. Stały się fundamentem, na którym jeszcze przez długie lata budować będą inni badacze

WSPÓŁPRACUJEMY
Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Jarosław Chrostowski, Elżbieta Wieteska | dodano: 2012-06-13
Wielkie ściąganie

(Fot. William Thielicke/Wikipedia)

Carl Sagan, amerykański astronom, powiedział kiedyś, że gdyby chcieć zrobić szarlotkę od zera, trzeba by najpierw zrobić wszechświat. Nie należy wymyślać wszystkiego od nowa, czasami warto skorzystać z gotowych rozwiązań. Najlepiej z tych, które proponuje sama przyroda.

Człowiek ma do dyspozycji mało czasu, natura miała go znacznie więcej i stosując metodę prób i błędów, mogła dojść do znacznie lepszych wyników. Wystarczy je podpatrzyć i powielić. Gdyby jednak było to takie proste, ludzkość zaszłaby już znacznie dalej, niż jest w tej chwili. I podglądanie, i naśladowanie wymaga najczęściej zaawansowanych technik i technologii. Leonardo da Vinci podpatrywał ptaki, ale samolotu nie zbudował, a do upowszechnienia rzepa, najbardziej chyba znanego wynalazku inspirowanego przyrodą, potrzeba było mikroskopu i nylonu.

Termin bionika, oznaczający badanie budowy i zasad działania organizmów żywych, a następnie ich adaptowanie w technice, ukuł amerykański lekarz Jack E. Steele w 1958 roku, a oficjalnie po raz pierwszy użyto go w 1960 jako tytułu trzydniowego sympozjum.

Dziś ta niezwykle interdyscyplinarna i rozległa dziedzina, nazywana też biomimetyką, bioinspirowaną inżynierią lub biomimikrą (termin zaproponowany przez Janine Benyus, autorkę sześciu książek na jej temat, m.in. wydanej w 2002 roku "Biomimicry: Innovation Inspired by Nature" i jednej z guru tej nowej branży), przeżywa prawdziwy boom. Organizuje się na jej temat konferencje i seminaria, powstają zajmujące się nią instytuty, zrzeszenia i portale, np. Biomimicry Institute założony przez wspomnianą Janine Benyus, niemiecki Biokon (Bionics Competence Network) zrzeszający 28 firm i instytucji czy niedawno utworzona w Brukseli organizacja Biomimicry Europe.
Dziedzina dorobiła się już kodeksów, zasad, metodologii. Przede wszystkim jednak powstało mnóstwo bionicznych wynalazków. Aby omówić je wszystkie, nie starczyłoby grubej książki. "Ikony" bioniki to powierzchnie samoczyszczące się wzorowane na liściu lotosu, pokrycia samolotów i kostiumy pływackie wzorowane na skórze rekina (mniejsze opory), strukturalne farby wzorowane na skrzydłach motyla (idea wykorzystywana do zabezpieczania kart kredytowych i w produkcji kosmetyków), budynki jak Eastgate Building w Harare w Zimbabwe, z klimatyzacją wzorowaną na termitierach (termity utrzymują stałą temperaturę z dokładnością od jednego stopnia, podczas gdy na zewnątrz zmienia się ona od 3 do 42 °C), Shinkansen wzorowany na dziobie zimorodka czy samonaprawiające się polimery.

Nowych rozwiązań poszukuje się na trzech poziomach (taką też hierarchię zastosowaliśmy, opisując dalej przykładowe rozwiązania). Najprostszy to kopiowanie - kształtów i struktur. Jego reprezentantem jest właśnie rzep, ale także wiele rozwiązań w aerodynamice czy architekturze, w której zresztą wzorowanie się na przyrodzie nie jest niczym nowym. Drugi poziom to poszukiwanie mechanizmów - jak natura radzi sobie ze zmianą ogniskowej soczewki oka, jak zapobiega osiadaniu bakterii? Trzeci, najwyższy, to odtwarzanie procesów, z których najważniejszym jest sama ewolucja. Kiedy opanujemy już jej tajniki, wynalazki będą się "wynajdywać" same.
Daleka przyszłość? Ależ nie, pierwszy patent za takie "nieludzkie" rozwiązanie - bardzo nietypowo wyglądającą, ale działającą antenę - został już przyznany. W 1999 roku.

Zaczęło się od rzepa

Wynalazkiem będącym jednym z najbardziej znanych rozwiązań inspirowanych przyrodą, a dodatkowo jednym z pierwszych "nowoczesnych" przykładów biomimikry jest z pewnością rzep - velcro (od francuskiego velours - welwet i crochet - haczyk). Wynalazł go w 1941 roku szwajcarski chemik George de Mestral, którego zaintrygowały przyczepione do sierści psa rzepy, czyli owocostany łopianu (Arctium L.). Z początku nikt nie brał tego pomysłu serio, inżynier był jednak uparty i zamówił rzepy w fabryce włókienniczej w Lyonie. Zrobione z bawełny, wprawdzie działały, ale krótko. Dużo praktyczniejszy okazał się akurat wynaleziony nylon - nie łamał się i można go było wytwarzać w różnych grubościach. Dopracowanie wynalazku i mechanizacja procesu produkcji zabrała Mestralowi osiem lat. Nie od razu rzepy doceniono - zaczęły być popularne właściwie dopiero wtedy, gdy poleciały w kosmos. NASA wykorzystała je w skafandrach astronautów.

Człowiek by nie wymyślił

Samochód koncepcyjny firmy DaimlerChrysler to najlepszy dowód, że aerodynamika nie jest intuicyjna. Gdy inżynierowi Dieterowi Gürtlerowi polecono zaprojektowanie nowego aerodynamicznego koncepcyjnego samochodu, zastanawiał się ponoć najpierw, czy nie wzorować się na delfinie lub rekinie, odrzucił jednak ten pomysł ze względu na mało przestronne wnętrze ewentualnego pojazdu. Pewien ichtiolog zwrócił mu wtedy uwagę na dość korpulentną rybkę Ostracion cubicus. Zwierzak był dość paskudny, ale wzorowany na nim samochód miał szansę być przestronny, więc Gürtler postanowił przyjrzeć się rybie bliżej. Okazało się, że stworzenie znakomicie pływa i jest bardzo zwinne, potrafi nawet wrzucić wsteczny. Zbadany w tunelu aerodynamicznym gliniany model, kształtem bardzo zbliżony do spadającej kropli, dał bardzo obiecujące wyniki. Inżynierów zaintrygował również szkielet ryby - lekki i sztywny. Gotowy, wzorowany na niej samochód sprawdził się znakomicie - miał współczynnik oporu 0,19, najmniejszy wśród samochodów kompaktowych. Udało się poza tym uzyskać bardzo sztywną konstrukcję pojazdu przy znacznej redukcji jego masy.