Denník N

Keď príroda inšpiruje nové technológie – prechádzkou medzi bodliakmi objavil suchý zips

Mercedes-Benz Bionic. Foto - Wikimedia/cc
Mercedes-Benz Bionic. Foto – Wikimedia/cc

Prinášame vám päť najzaujímavejších technológií inšpirovaných prírodou.

Inšpiráciu v prírode hľadal už Leonardo da Vinci pri zostrojovaní lietacieho zariadenia, ale skúmanie prírodných modelov pre vývoj technológií začali ľudia naplno využívať až v druhej polovici 20. storočia.

Riešenia inšpirované prírodou dostali názov biomimikry alebo tiež biomimetika.

Najväčšie úradné a nákupné stredisko v Zimbabwe, Eastgate Centre, minie na energie iba 10 percent z toho čo podobné budovy v okolí. Kľúčom k úspechu je dizajn založený na termitisku.

Termity v Zimbabwe si stavajú vysoké termitiská, udržiavajú v nich teplotu 30 stupňov Celzia. Vďaka tomu je nažive ich zdroj potravy, huba z rodu Termitomyces. Termitisko obsahuje veľké množstvo chodbičiek, ktoré termity otvárajú a zatvárajú podľa toho, ako sa teplota mení od nočných mrazov po 40-stupňové horúčavy počas dňa.

Rovnako ako termitiská aj budova Eastgate Centre je navrhnutá tak, že vzduch je nasávaný do spodnej časti a postupne stúpa dutými priestormi v dlážke na vyššie poschodia. Tam sa ohrieva teplom produkovaným spotrebičmi, ľuďmi a slnečným žiarením. Vydýchaný a prehriaty vzduch potom opúšťa budovu centrálnym potrubím.

Výhodou tohto dizajnu nie sú iba ušetrené peniaze a menší dosah na životné prostredie, ale aj zdravšie prostredie pre nájomníkov. V tradične klimatizovaných budovách tvorí recyklovaný vzduch 30 percent. V Eastgate Centre prichádza čerstvý vzduch dva- až sedemkrát za hodinu.

Eastgate Centre v Zimbabwe využíva tepelnú reguláciu podľa vzoru termitiska. Foto - Wikimedia/cc
Eastgate Centre v Zimbabwe využíva tepelnú reguláciu podľa vzoru termitiska. Foto – Wikimedia/cc

Mercedes napodobnil neforemnú koralovú rybku

Medzi autami je unikátnym dizajnérskym kúskom koncept z dielne Mercedes-Benz, ktorý na inšpiráciu prírodou odkazuje priamo svojím názvom. Volá sa Bionic.

Neforemné autíčko napodobnilo malú koralovú rybku Ostracion cubicus, ktorá podľa vedcov zvláda plávanie v silných prúdoch a medzi koralmi vďaka výnimočnej hydrodynamickej konštrukcii.

Koralová rybka Ostracion cubicus sa stala vzorom pre automobil. Wikimedia Commons/cc
Koralová rybka Ostracion cubicus sa stala vzorom pre automobil. Wikimedia Commons/cc

Konštruktéri Mercedes-Benz sa snažili skopírovať priestranné telo, nízky odpor a stabilitu, ktorú rybke zabezpečuje špeciálny pancier.

Mercedes-Benz svoj originálny výtvor predstavil v roku 2005 a koralovú rybku napodobnil pomerne verne. Otázkou však je, či dizajn naozaj pomohol docieliť nižší odpor a vyššiu stabilitu.

Výskum publikovaný v roku 2014 ukázal, že automobilka rybku tak celkom nepochopila. Simulácie a pokusy s modelom rybky vytlačenom na 3D tlačiarni odhalili, že Ostracion má dvakrát väčší odpor ako normálne tvarovaná ryba.

Ani pancier rybe nepomáha udržiavať stabilitu, práve naopak. Ostracion sa v prúde všelijako krúti a pancier pomáha pohyblivosti. Stabilitu udržuje pomocou plutiev.

Paríž možno ožiaria svetielkujúce baktérie

V decembri minulého roku francúzsky startup Glowee predstavil demo svietidla, ktoré tvoria svetielkujúce baktérie.

Vzorom pre Glowee bola havajská chobotnica. Žiarenie svetielkujúcich baktérií druhu Aliivibrio fischeri jej pomáha splynúť s mesiacom osvetlenou morskou hladinou.

Čo sa týka lampy, baktérie sú spolu s výživným gélom uzavreté v puzdre. Svietiť vydržia tri dni. Svetielkujúce lampy by mali osvietiť pouličné značky (dopravné či informačné) či výklady obchodov. „Chceme ponúknuť globálne riešenie, ktoré zníži tých 19 percent spotreby elektrickej energie použitej na osvetlenie,“ uviedla zakladateľka spoločnosti Sandra Rey pre New Scientist.

Zatiaľ najväčšou nevýhodou je krátka životnosť. Zamestnanci Glowee sa snažia geneticky upraviť baktérie, aby svetielkovali iba v noci a vydržali dlhšie. Spoločnosť plánuje v roku 2017 vydať výrobok s mesačnou životnosťou.

https://www.youtube.com/watch?v=a8MYrlT4DzQ

Od motýlích krídel k najfarebnejšiemu displeju

Farebnosť motýlích krídel inšpirovala vývoj najfarebnejšieho displeja Mirasol od spoločnosti Qualcomm MEMS Technologies. Modré krídla motýľa Morpho Rhetenor žiaria vďaka odrazu svetla. Aj Mirasol využíva kombináciu zrkadla a absorpčnej vrstvy na odraz svetla z prostredia.

„Neuveriteľne efektívny displej dokáže vytvoriť bohatú paletu farieb. Využíva iba svetlo z okolitého prostredia podobne ako pri čítaní alebo pozeraní si tlačeného materiálu,“ uviedol John Hong z Qualcomm MEMS Technologies v tlačovej správe.

Keďže Mirasol svetlo nevyžaruje, ale iba odráža, má omnoho nižšiu spotrebu energie ako LED displeje. V porovnaní so súčasnými displejmi s podsvietením dokáže ušetriť desaťkrát viac energie.

Odraz svetla na motýlích krídlach inšpiroval vznik najfarebnejšieho displeja. Foto - Wikimedia/cc
Odraz svetla na motýlích krídlach inšpiroval vznik najfarebnejšieho displeja. Foto – Wikimedia/cc

Keď sa švajčiarsky inžinier Georges de Mestral v roku 1941 vrátil z vychádzky so psom, zistil, že jeho nohavice a srsť psa pokrývajú bodliaky z lopúchov. To, čo by väčšinu nahnevalo, jeho inšpirovalo.

Ďalších sedem rokov strávil vyvíjaním materiálu, ktorý pozostával na jednej strane z tisícov háčikov a na druhej strane z tisícov slučiek. Keď sa háčiky prichytili o slučky – podobne ako háčiky bodliakov o tkaninu nohavíc –, nový materiál držal pomerne pevne.

Mestralov vynález spočiatku nevyvolal všeobecné nadšenie. Popularitu si získal až po tom, čo ho NASA využila na upevnenie vecí na palube vesmírnej lode Apollo. Úspech u širokej verejnosti sa dostavil, keď v roku 1968 spoločnosť Puma predstavila prvé tenisky so zapínaním na suchý zips.

Na jeseň roku 2015 vydal herec a aktivista Leonardo DiCaprio spolu s neziskovou organizáciou Biomimicry Institute krátky film o tom, že pohľad do prírody môže byť zdrojom úžasných technologických inovácií.

Dostupné z DOI: 10.1073/pnas.222313099, DOI: 10.1098/rsif.2014.1146, DOI: 10.1242/jeb.01356, DOI: 10.1364/OPTICA.2.000589

Teraz najčítanejšie