Человеческая цивилизация добилась невероятных результатов: небоскрёбы, полёты в космос, погружения на большую глубину, Дом-2 и Вечерний Ургант, опять же. Но как бы ни был умён человек, ему всегда есть чему поучиться у матери-природы. Животные и растения иногда обладают невероятными способностями. Сегодня всё больше набирает обороты биомиметика — инновационный процесс адаптации методов и стратегий живых организмов для производства товаров и услуг. Сегодня мы расскажем о десяти случаях, когда человек позаимствовал технологии природы и адаптировал их для себя.

Кожа акулы и полёты

Акулы не беспричинно стали главными героями самых ужасающих историй, ведь они самые совершенные хищники, которые только существуют в природе. Кожный покров помогает акуле развивать максимальную скорость, он состоит из крошечных «зубов», они так и называются кожные зубики, именно они разбивают поток воды и минимизируют торможение.

Акула

Оказывается, кожа акулы уникальна

Трое учёных из немецкой исследовательской организации разработали специальную краску после того, как исследовали кожный покров акулы. При нанесении особым способом эта краска приобретает похожую структуру и уменьшает торможение. Разработчики уверены, что если эта краска будет на всех самолётах всех авиакомпаний, то будет возможно сэкономить примерно 4,5 миллиона тонн горючего в год.


Косяки рыб и ветряные фермы

Вы когда-нибудь видели как синхронно плывёт косяк рыб, маневрируя в пространстве как единое целое? Завораживающее зрелище, не правда ли? По одной из теорий в косяке рыбам легче избегать столкновения с другими жителями подводного мира. На самом деле рыбы собираются в косяки с целью экономии энергии.

Группа учёных разработала вертикальный ветрогенератор с похожим принципом работы. Если установить несколько генераторов вместе, то они будут тратить меньше энергии, используя потоки воздуха, нагнетаемые соседними устройствами. Результат работы таких генераторов лучше, чем у ветряных мельниц. Ведущие университеты подтвердили эффективность разработки.

Кит-горбач и лопасти двигателя

Нам есть чему поучиться у природы в вопросе использования силы ветра, достаточно посмотреть на кита-горбача. И кит, и ветряной двигатель экономят энергию за счёт снижения трения поверхности. На плавниках кита есть наросты, они разрезают воду и уменьшают трение. Благодаря им животное может передвигаться с минимальными энергетическими затратами, а это особенно важно, когда животное ищет еду.

Кит-горбач

Наросты на плавниках этого кита помогают снизить торможение

Вполне логичным было перенести эту идею на лопасти двигателя, что и сделали исследователи одного американского университета. Испытания показали, что это небольшое дополнение позволило забирать воздух в двигатель даже при слабом ветре.

Гекконы и суперклей

Геккон

Цепким лапкам этого зверька можно только позавидовать

Спорим, вы всегда завидовали, что геккон может ходить по стенам? В 2002 году секрет этого зверька был раскрыт: на его лапках миллионы крошечных волосков, которые создают электростатическую силу, она-то и удерживает геккона на вертикальных поверхностях. Эта невероятная способность вдохновила учёных на создание суперклея с похожим принципом действия, он может удерживать предметы до 317 кг на абсолютно ровной стене. Можно приклеить к стене, например, диван, а почему нет?

Летучие мыши и трость для слепых

Летучие мыши известны своей способностью ориентироваться в пространстве ночью благодаря эхолокации. Они издают звуки и по их эху могут определять расстояние до предметов. Команда исследователей из одного индийского института взяла эту идею на заметку и модернизировала трости для слепых людей. Небольшой девайс прикрепляется к обычной трости, он издаёт звуки по аналогии с летучей мышью, и когда звук возвращается, приборчик вибрирует, чтобы предупредить своего хозяина о возможном столкновении с объектом.

Конечно такую трость уже изобретали ранее, но индийским разработчикам удалось минимизировать её стоимость и сделать доступной для всех нуждающихся.

Жуки и сбор воды из атмосферы

Несмотря на технологический прогресс, в наше время проблема сбора пресной воды по-прежнему актуальна, ведь во многих странах её катастрофически не хватает. Ни один живой организм не может без жидкости, а есть и те, кто буквально делают воду из воздуха. Жуки Stenocara gracilipes обитают в пустыне Намиб, а это одно из самых жарких мест на Земле, и технология получения жидкости из воздуха необходима им, чтобы выжить. Когда ветер приносит туман с океана, капельки воды собираются вокруг бугорков на спине жука и через крошечные каналы попадают в рот насекомого.

Жук

Этот жук умеет получать воду из воздуха

Исследователи много раз пытались воссоздать этот механизм и в 2001 году наконец-то получилось. Учёные из британского Министерства Обороны создали тенты и черепицу, которые могут собирать воду в засушливых регионах. Этот же жук вдохновил группу новоиспечённых специалистов в области биологии, органической химии и машиностроении создать самопополняемую бутылку для воды в 2012 году.

Морские губки и солнечные батареи

На первый взгляд может показаться, что в морской губке нет ничего необычного и она негодна ни на что, кроме роли вашей мочалки. Оказывается, простейшие беспозвоночные не так уж примитивны, они могут собирать кремний из морской воды и использовать его как строительный материал губчатого тельца. Именно эта технология может быть использована для производства более дешёвых и экологичных солнечных батарей.

Морская губка

Морская губка — это не только мочалка для ванной, но и умный организм

Обычно производители солнечных батарей наносят химический состав на неподвижную поверхность, чтобы создать тонкий кристаллический слой, который работает по принципу полупроводника и генерирует электрический поток, когда на него попадают солнечные лучи. Такой процесс требует больших энергозатрат и потому стоит дорого.

Учёный из калифорнийского университета попробовал сымитировать механизм морской губки, которая производит кремний и ей для этого не нужны высокие температуры и низкое давление. Губка вырабатывает фермент силикатеин, он помогает преобразовывать кремниевую кислоту, содержащуюся в морской воде, в кремниевые шипы. Если вместо морской воды использовать жидкий нитрат цинка и аммиак вместо силикатеина, то можно использовать механизм морской губки в работе солнечной батареи. Этот процесс ещё нуждается в доработке, но есть надежда, что большее количество людей смогут использовать солнечную энергию.

Древесные осы и космические дрели

У инструментов для работы в открытом космосе масса недостатков: громоздкость, низкая скорость работы и большая энергозатратность. Космическая дрель не исключение. Плюс она не может вращаться также, как дрель, которую используют на Земле, иначе она улетит в открытый космос.

Древесная оса

Можно ли повесить полочки в открытом космосе при помощи шуруповёрта?

При разработке космической дрели, учёные присмотрелись к механизму работы древесной осы, также известной как рогохвост. У женских особей этих насекомых есть яйцеклады, они похожи на трубки в задней части тела. Самка находит подходящее дерево и откладывает яйца, как бы просверливая древесину яйцекладом, при этом насекомое остаётся невредимым.

В 2006 году группа учёных одного из университетов Великобритании представили модель космической дрели, в основе которой лежит технология древесной осы. Мощности такой дрели достаточно, чтобы просверлить камень. Самым сложным было внедрить использование новой дрели и убедить космических инженеров в эффективности её работы.

Бабочки и антибликовые экраны

Чёрно-белая бабочка

Крыло бабочки это не только яркая расцветка и красивый узор

Бабочки вдохновляют не только художников, но и инженеров, именно благодаря им был разработан антибликовый экран. В 2015 году немецкие исследователи сделали невероятное открытие: наноскопические структуры неправильной формы на поверхности крыла поглощают бо́льшую часть отражённого света. Именно этот принцип очень подошёл бы для антибликовых стёкол, но технология ещё в процессе разработки.

Термиты и принципы экостроительства

Вы когда-нибудь видели термитный холм? Говорят, что это настоящее чудо. Жуки строят его из земли и живут в нём гигантскими колониями. Но термитные холмы знамениты вовсе не впечатляющими размерами, а системами регуляции температуры и вентиляции. Стоит отметить, что термитные холмы ориентированы на стороны света, что позволяет удерживать самую высокую температуру у основания холма утром и вечером и избежать перегрева в полдень. Термиты постоянно открывают и закрывают окошки внутри холма, чтобы вентилировать проходы. Невероятно, правда?

Термитный холм

Оказывается, термиты те ещё инженеры

Инженеры не могли упустить такую технологию и адаптировали её для использования человеком. Самый большой торговый и бизнес-центр в Зимбабве был построен по принципу термитного холма. В здании нет центрального отопления и систем охлаждения, но есть система регулирования температуры, состоящая из вентиляторов и окон, и она успешно функционирует круглый год. Здание построил местный архитектор Мик Пирс, он же спроектировал аналогичные здания в австралийском Мельбурне.

Да, технологии природы действительно совершенны, нам есть чему поучиться у братьев наших меньших. Кто знает, какие ещё открытия ждут нас в будущем, будем следить за развитием событий.