Биомиметика: подражая природе

Биомиметика: подражая природе

Природа издавна вдохновляла людей на создание интересных и необычных объектов, причем не только в искусстве, но и в науке и технике. Природоподражательные технологии получили широкое распространение в современности, есть даже специальный термин биомиметические материалы — это новый класс материалов, которые повторяют структуру и архитектуру объектов живой природы. Повторение структуры крыла бабочки, лапок геккона, кости человека — все это позволило создать новые материалы, которые уже нашли свое применение. О том, что такое биомиметика и как она применяется в жизни, рассказал кандидат физико-математических наук, сотрудник научно-исследовательской лаборатории гибридных наноструктурных материалов НИЦ композиционных материалов НИТУ «МИСиС», преподаватель кафедры физической химии НИТУ «МИСиС», генеральный директор ООО «Биомиметикс» Федор Сенатов. Лекция «Биомиметика: Подражая природе» состоялась в парке «Зарядье» в рамках научно-популярного проекта «Курилка Гутенберга».

«Один из самых известных примеров из области биомиметики — это первый водолазный колокол, образ которого был навеян пауком-серебрянкой. Такой паук хорошо себя чувствует в воде, он делает своеобразный купол, где у него находится пузырек воздуха. Еще один из каноничных примеров — эффект лотоса. С лотоса очень хорошо скатывается вода, потому что на нем есть такие микронанопупырышки, которые способствуют возникновению эффекта супергидрофобности. Супергидрофобность — это когда капелька воды не растекается, а становится шариком, и он хорошо стекает с листочка лотоса. Имитируя эту структуру, повторяя ее на синтетических объектах, можно достигать эффекта, когда капелька падает, разбивается, но обратно собирается в капельку, в шарик, и уже не растекается по поверхности. И вот как раз такое явление можно использовать для нанесения универсальных покрытий, которые могут быть, например, антивандальными. Меняя химию поверхности, можно сделать покрытие олеофобным, гидрофобным, в зависимости от того, что вы хотите убрать с этой поверхности. Некоторые самоочищающиеся стекла сделаны как раз с такими супергидрофобными покрытиями. Это сейчас очень популярная тема, такая технология особенно полезна в корабельном деле — помогает бороться с наростами на дне судна: создается супергидрофобное покрытие, на которое просто ничего не будет липнуть», — рассказал Федор Сенатов.

Все современные высокоскоростные поезда имеют как бы своеобразный обтекаемый вытянутый нос, похожий на клюв зимородка, добавил спикер, говоря о транспорте. Клюв этой птицы вдохновил инженеров на создание такого клюва для поезда: подобная форма головы поезда помогает избавиться от сильного шума, который возникает из-за потока воздуха, с которым сталкивается состав.

«Есть еще один интересный пример из области аэродинамики — это так называемый «флаттер», когда самолет, достигая определенного предела, попадает в существенную тряску. Эта вибрация распространяется по крыльям и по всему самолету. Оказывается, что в природе эта проблема уже была решена в системе крыла стрекозы. Уплотнения на ее крыле под названием птеростигмы создают дополнительную нагрузку на крыло и стабилизируют полет стрекозы. То же самое сейчас делается на самолетах. Это такие дополнительные стабилизаторы по краям крыльев, которые стабилизируют аэродинамику во время полетов выше какой-то определенной критической скорости», — рассказал Федор Сенатов.

По словам специалиста, сегодня биомиметика активно используется в области протезирования. Так в прошлом году ученым из НИТУ «МИСиС» удалось впервые вживить имитирующий структуру кости полимерный протез для собаки больной остеосаркомой бедренной кости.

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>