Иногда новые технологии производят странное впечатление, словно они не от мира сего. Однако сегодня исследователи активно вовлекаются в углубленное изучение живой природы, которая нас окружает. Все это приводит к развитию биомимикрии – разработке устройств, которые функционируют как животные и растения, разработавшие в процессе эволюции массу удивительных адаптивных способностей.
К чему, например, может привести изучение полетов семян одуванчиков, устройства языков у кошек и особенности жизни раков-богомолов?
Ниже представлены 5 последних научных открытий в живой природе. Возможно, совсем скоро они приведут к изобретениям, без которых люди не будут представлять свою жизнь.
Полеты семян одуванчиков
Одуванчики позволили выявить новые формы природных полетов. Вспомните, как прекрасно и без усилий семена этого растения парят в воздухе! Но ученые обнаружили нечто еще более любопытное: воздух течет через нити волокон семян и оставляет за собой вихревой след – так называемый тороидальный вихрь. Кольцо увеличивает движение семян, создавая полет, эффективность которого в 4 раза больше, по сравнению с обычным парашютом.
Выявленное явление может использоваться для разработки маленьких самодвижущихся дронов, почти не требующих потребления энергии для полетов. Вместо семян у них будут камеры или сенсоры. Подобное устройство окажется полезным для мониторинга и фиксации качества воздуха, направления ветра и его скорости, а также, возможно, деятельности людей – которые, впрочем, даже не заметят, что за ними наблюдают, поскольку дроны будут мельчайшими.
Профессиональные грумеры семейства кошачьих
На языках у кошек есть мелкие шипы, которые делают животных продвинутыми грумерами. Эти шипчики сделаны из кератина – то же самое вещество лежит в основе ногтей на руках у человека. Шипы имеют форму совка с двумя полыми концами. Благодаря такой форме капельки слюны блокируются до тех пор, пока не придет время для мытья. Язык у кошки способен вмещать в себе массу жидкости.
Ученые выяснили, что каждый шип способен вмещать в себя 4,1 микролитра жидкости. Поэтому язык кошки способен распределить по поверхности животного в течение дня около 1/5 стакана слюны.
Изучение того, как эти питомцы ухаживают за собой, способно привести к созданию улучшенных расчесок и даже разработке новых технологий чисток. К примеру, ученые разработали специальную щетку для груминга, используя 3D-модель языка кошки. Подобные щетки можно использовать, к примеру, для распределения ополаскивателей и шампуней на поверхности шерсти животных для уменьшения аллергенов.
Пчелиный клей
Медоносные пчелы умеют самостоятельно создавать клей, используя собственную слюну и собранную пыльцу. Выглядит это так: слюна пчелы немного липкая из-за нектара, который она пьет. Пчела собирает пыльцу, облепляя ее слюной. После этого масло растения покрывает слюняво-пыльцевой шарик.
Полученный шарик прикрепляется к телу насекомого, и пчела летит к себе в улей. Ей не страшен даже внезапно начавшийся дождь – он все равно не сможет открепить клейкую горошинку. В дело вступает следующий принцип: если попытаться быстро отлепить шарик, то он только сильнее прикрепится, и наоборот.
Ученых заинтересовало такое явление, ведь это поможет разработать клей, который, когда надо, крепится к поверхности, а когда не надо – с легкостью отходит от нее. Это смогут использовать и медицинские, и косметические компании. Даже в пище подобное явление сможет найти применение – например, если потребуется украсить торт или десерт.
Скорость акул
У акул Мако есть одна отличительная особенность: они невероятно быстрые, поэтому их часто называют морскими гепардами. Их скорость может составлять от 43 до 49 км/час – а все благодаря их эластичным мини-плавникам, длина которых – около 0,2 мм, в результате чего рассмотреть их можно только под микроскопом. Если бы такую акулу можно было погладить как кошку, от головы до хвоста, то ее кожа казалась бы гладкой, а если сменить направление – от хвоста до головы – то кожа станет напоминать на ощупь наждачку.
Гибкость чешуек – ответ на вопрос, почему акулы Мако такие быстрые. Вспомните, когда вы в последний раз, находясь в автомобиле, вытаскивали руку из окна: поток воздуха оказывает давление на нее, отталкивая ее назад. Этот поток разделяется по бокам ладони, создавая область низкого давления за рукой. Подобный поток формируется и возле обтекаемого туловища акул. Тут-то и вступают в дело чешуйки, которые помогают контролировать поток: сопротивление уменьшается, акула получает возможность двигаться быстрее и маневреннее.
Подобные явления окажут помощь при разработке, к примеру, лопастей вертолетов. Сейчас группа ученых разрабатывает 3D-модели поверхности кожи акул Мако для проведения будущих тестирований.
Броня раков-богомолов
Раки-богомолы – драчливые существа, которые нередко вступают в схватку друг с другом. Но после подобных драк эти мелкие черти остаются целыми и невредимыми – а все благодаря крепким доспехам на спине. У раков-богомолов есть невероятно жесткая броня («тельсон») из ударопрочной микроструктуры.
Подобные доспехи предотвращают увеличение трещин, смягчают толчки от жестких ударов.
Возможно, в будущем из подобной структуры будут изготавливаться спортивное снаряжение, бронежилеты для полиции и армии, дроны, лопасти ветрогенераторов, машины, танки, самолеты, вертолеты, велосипеды и даже морские суда.
Ученые уже сделали прототип защитной каски для строителей и для футболистов. Однако в долгосрочной перспективе подобные открытия будут активно применяться в изготовлении транспортных средств.