Κεντρ. Μακεδονία: Βιομιμητική, η επιστήμη που αναλύει και αντιγράφει τη φύση

Η φύση στην υπηρεσία της επιστήμης για την επίλυση ζητημάτων της ανθρωπότητας και την ανάπτυξη εφαρμογών

Κεντρ. Μακεδονία: Βιομιμητική, η επιστήμη που αναλύει και αντιγράφει τη φύση
Η φύση αποτελούσε πάντοτε για την επιστήμη έναν καμβά παρατήρησης, με στόχο την κατανόηση του περιβάλλοντος και πώς επιλύει τα προβλήματα που προκύπτουν. Μέσα από την πολυπλοκότητ και τη συνθετική διαδικασία της, προσπάθησε να την αναλύσει και κατόπιν να την αντιγράψει. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται βιομιμητική και αποτελεί μεταφορά προτύπων από το βιολογικό στο μηχανικό ανάλογο.

Σοβάδες και χρώματα προσόψεων, με ειδικές μικροδομές, που μιμούνται τα φύλλα του λωτού ή του λάχανου και του μπρόκολου, εργαλεία κοπής και αλυσοπρίονα που αυτό-ακονίζονται μιμούμενα τα δόντια του αχινού, φωτοβολταϊκά συστήματα και αποδοτικότερες λάμπες LED εμπνευσμένα από τις πυγολαμπίδες, ιατρικοί επίδεσμοι και στρατιωτικά γάντια που δίνουν συγκολλητικές ιδιότητες μιμούμενοι ένα είδος σαύρας και εκατοντάδες άλλες εφαρμογές, είναι το αποτέλεσμα της αέναης συνεργασίας φύσης και επιστήμης προς όφελος της ανθρωπότητας.

Η επιστήμη που μελετά και προσπαθεί να κατανοήσει τις παράξενες, αλλά χρήσιμες, ιδιότητες της φύσης που, σε όλα τα εκατομμύρια χρόνια της εξέλιξής της, ενσωμάτωσε στους έμβιους οργανισμούς, ονομάζεται βιομιμητική και προέρχεται από τη σύνθεση των δύο λέξεων βιο=ζωή και μίμηση=μιμούμαι.

Τα φύλλα του λωτού και οι πεταλούδες

Η βιομιμητική βρίσκει εφαρμογή σε πάρα πολλές διαδικασίες σήμερα, όπως και σε αντικείμενα της καθημερινότητας, τονίζει ο καθηγητής Φυσικής στον Τομέα Φυσικής Στερεάς Κατάστασης, Χαρίτων Πολάτογλου, αφού από την αρχαιότητα ακόμη οι άνθρωποι, προσπαθώντας να μιμηθούν τη φύση προς όφελός τους, εξελίσσονταν και έκαναν νέες ανακαλύψεις. «Με τη βιομιμητική προσπαθούμε να κατανοήσουμε τις πολύπλοκες διαδικασίες και ιδιότητες της φύσης, όπως π.χ. για την υπερ-υδρόφοβη συμπεριφορά των φύλλων του λωτού, που έχουν την ιδιότητα να απωθούν το νερό, η σταγόνα να μην απλώνει και καθώς κυλάει να παρασύρει τη βρωμιά και τη σκόνη από πάνω τους οπότε και αυτοκαθαρίζονται, για τα δόντια του αχινού, που μπορούν να σπάσουν ακόμη και πέτρα και γιατί έχουν την ικανότητα να αυτοακονίζονται και έπειτα να κάνουμε αντίστοιχες εφαρμογές», επισημαίνει ο κ. Πολάτογλου και συμπληρώνει: «Η φύση, σε κάθε κλίμακα, διαμορφώνει μια διαφορετική γεωμετρία, η οποία δίνει ιδιότητες που είναι χρήσιμες για εκείνη τη δεδομένη κλίμακα». Ένα παράδειγμα μικρής κλίμακας είναι τα φτερά της πεταλούδας και αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν φωτονικούς κρυστάλλους. Το χρώμα δεν οφείλεται στο ότι υπάρχει κάποια χρωστική ουσία αλλά μια γκρι σκόνη, που είναι τα λέπια της πεταλούδας και τα οποία όταν διαταχθούν με σωστό τρόπο δίνουν αυτά τα χρώματα. «Σκεφθείτε» αναφέρει ο καθηγητής «μια εφαρμογή όπου θα έχουμε χρώματα χωρίς χρώμα εκμεταλλευόμενοι τη διάθλαση του φωτός».

Τεχνολογικές εφαρμογές

Στα πλαίσια της προσπάθειας του ανθρώπου να μιμηθεί τη φύση προς όφελός του, οι επιστήμονες ανέπτυξαν εκατοντάδες εφαρμογές, μεταξύ των οποίων ένα συνθετικό συγκολλητικό υλικό που μιμείται τα πόδια της σαύρας gecko, ιατρικούς επιδέσμους που κολλούν σε υγρές επιφάνειες, στρατιωτικά γάντια που επιτρέπουν στους στρατιώτες να αναρριχώνται σε κάθετους τοίχους, επιφάνειες και ιατρικά εργαλεία εμπνευσμένα από το δέρμα του καρχαρία που έχουν αντιμικροβιακές ιδιότητες, όπως και ολόσωμες στολές, που βοηθούν τους κολυμβητές να έχουν καλύτερες επιδόσεις, καλύτερη απόδοση κατά 1,5 φορές στις λάμπες LED μελετώντας και αντιγράφοντας τις πυγολαμπίδες, ανιχνευτές θερμότητας που προήλθαν από τη μελέτη των φτερών της πεταλούδας, δημιουργία αυτοακονιζόμενων εργαλείων κοπής, όπως ψαλίδια, μαχαίρια, αλυσοπρίονα και μολύβια που δε χρειάζονται ξύστρα, έπειτα από μελέτη των δοντιών του αχινού, που φθείρονται κατά τη μάσηση οι άκρες, όμως παραμένουν πάντα αιχμηρές.

Εφαρμογή στην ιατρική

Ένας από τους κλάδους που συγκεντρώνει μεγάλο μέρος των καινοτόμων εφαρμογών είναι η ιατρική. Παραδείγματα τέτοιων εφαρμογών αποτελούν η μίμηση του τσιμπήματος του κουνουπιού στην ανάπτυξη «ανώδυνων» βελόνων με κωνική ακίδα και η μίμηση των πρωτεϊνών του σώματος της αρκούδας κατά τη χειμερία νάρκη για τη διατήρηση του μυϊκού βάρους κατάκοιτων ασθενών.

gaia pedia - ηλεκτρονική αγροτική εγκυκλοπέδια