211service.com
Powrót do natury
W 2001 roku jedna z największych na świecie firm produkujących podłogi wysłała zespół projektantów w dzicz z pytaniem: Jak natura zaprojektowałaby dywan? Dziś odpowiedź leży w parkach biurowych na całym świecie.
Uświadomili sobie, że w naturze nie ma dwóch takich samych rzeczy i że istnieje losowy rozkład różnorodności na dnie lasu i korytach rzek, mówi Ray Anderson, założyciel i prezes firmy Interface z siedzibą w Atlancie. Uzbrojona w tę obserwację, firma zaprojektowała dywan o nazwie Entropy, który jest instalowany za pomocą losowych wzorów płytek.
Patrząc na naturę, Interface dołączył do grona firm wykorzystujących rodzącą się naukę biomimikry — ideę, że natura udoskonaliła miliony procesów produkcyjnych i projektowych, które ludzie mogą naśladować. Podczas gdy biomimikra od dawna kieruje badaniami nauk przyrodniczych, jej wpływ sięga teraz zaskakujących nowych branż, od fabryk dywanów Interface po producentów chipów komputerowych. Przedsiębiorcy, projektanci produktów i naukowcy coraz częściej zwracają się do natury, aby zarówno ulepszać istniejące produkty, jak i tworzyć całkowicie nowatorskie kreacje.
Na przykład w Iridigm Display w San Francisco naukowcy zaobserwowali podobieństwa między ich technologią — systemami mikroelektromechanicznymi (MEMS) do wyświetlaczy urządzeń mobilnych — a strukturami, które tworzą opalizujące wzory na skrzydłach motyla. Jedną z ciekawszych rzeczy w konstrukcjach motylkowych jest to, że nie wykazują one zmiany koloru, gdy patrzy się na skrzydło pod różnymi kątami, mówi Mark Miles, założyciel firmy i dyrektor ds. technologii. Ta obserwacja zainspirowała Iridigm do spróbowania tego samego efektu. Opieramy się na istniejących systemach naturalnych, aby ostatecznie opracować alternatywy, które są bardziej eleganckie i tańsze, mówi. Rośnie uznanie dla repozytorium, które reprezentuje natura.
To repozytorium zawiera klucz do lepszych klejów, uważa Herbert Waite, profesor biologii molekularnej i biologii rozwojowej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Barbara. Mówi, że ludzie w przemyśle i produkcji dokładają wszelkich starań, aby usunąć wodę podczas nakładania polimerów adhezyjnych na powierzchnie. Ale woda nie jest przeszkodą dla małży, które przyczepiają się do różnych podwodnych powierzchni za pomocą polimerów adhezyjnych przypominających klej. Waite uważa, że on i inni badacze poznali sekret omułka.
Aby przylgnąć do podmorskiej skały, omułek wydziela lepkie kotwice, które są miękkie i gumowe w pobliżu jego ciała, ale stopniowo sztywnieją do konsystencji podobnej do nylonu, gdy przyczepiają się do skały. Niezwykłą rzeczą, mówi Waite, jest to, że płynny gradient od miękkich do sztywnych obszarów oznacza, że nie ma punktów naprężeń, co jest dużym problemem dla naukowców zajmujących się materiałami, którzy często zmagają się z łączeniem różnych materiałów w celu uzyskania skutecznej przyczepności. Koncepcja gradientów molekularnych prowadzących do gradientów mechanicznych będzie miała znaczący wpływ na sposób projektowania materiałów w przyszłości, mówi Waite.
Kilka laboratoriów opracowuje aplikacje oparte na pojedynczych izolowanych białkach małży. Waite twierdzi, że przyszłe zastosowania obejmują przyczepność elementów podwodnych podczas budowy mostów, a także naprawę rozdartych siatkówek.
Firmy zajmujące się projektowaniem produktów, takie jak Ideo, z siedzibą w Palo Alto w Kalifornii, pracują nad włączeniem nowych odkryć do swoich procesów projektowania. Projektanci Ideo zbadali skład naturalnych struktur, takich jak muszla słuchotek, aby zaprojektować lepsze materiały i wykorzystali badania nad dyfrakcją światła na piórach ptaków, aby uzyskać kolor bez pigmentu. W przypadku wielu projektów, które wykonaliśmy, biomimikra wpłynęła na wynik końcowy, mówi kierownik projektu Ideo, Ben Tarbell. Jego pracodawca organizuje w tym roku szczyt dla firm IT z Doliny Krzemowej, aby zbadać szersze wykorzystanie biomimikry w projektowaniu wszystkiego, od komputerów po infrastruktury sieciowe. Ma duży potencjał, by być świetnym źródłem inspiracji dla innowacji – mówi.
Waite się z tym zgadza. [Biomimikra] wpłynie na przyszły przebieg technologii – zostaną stworzone całkowicie nowe i nieoczekiwane paradygmaty nie tylko dla syntezy materiałów i sposobu ich łączenia, ale także sposobu ich przetwarzania. Wymienił produkcję chipów jako dziedzinę, w której naturalne systemy, takie jak gąbki, dostarczają cennych lekcji. Jednocześnie potrzebne są dalsze badania. Prawdziwa wartość tych strategii inspirowanych biologią leży w dogłębnym zrozumieniu takich systemów, musimy prowadzić więcej badań na podstawowym poziomie.