На протяжении миллиардов лет природа работала как самый гениальный и терпеливый инженер на Земле. В ходе эволюции она создала идеальные механизмы, формы и материалы, которые отличаются невероятной прочностью, легкостью и энергоэффективностью. Человечеству оставалось лишь внимательно присмотреться и позаимствовать эти решения.
Наука, которая занимается применением природных форм и процессов в технологиях, называется бионикой (или биомиметикой). Вот самые яркие примеры того, как технологии, созданные человеком, были подсмотрены у природы.
1. Застежка-липучка (Velcro) и репейник
Это, пожалуй, самый известный пример бионики. В 1941 году швейцарский инженер Жорж де Местраль гулял со своей собакой в горах. По возвращении домой он заметил, что шерсть питомца и его собственные брюки усеяны колючками репейника. Заинтересовавшись, инженер рассмотрел колючку под микроскопом и увидел множество крошечных эластичных крючков, которые цеплялись за петли ткани и шерсти.
Спустя несколько лет экспериментов Местраль создал знаменитую застежку-липучку (Velcro), состоящую из двух лент: одна с микрокрючками, другая с микропетлями. Сегодня она используется везде — от курток и кроссовок до скафандров космонавтов.
2. Японский «поезд-пуля» и птица зимородок
В 1990-х годах японские инженеры столкнулись с проблемой: высокоскоростные поезда «Синкансэн» при выезде из тоннелей создавали оглушительный звуковой удар, который мешал местным жителям. Проблема заключалась в форме носа локомотива, который «толкал» перед собой волну воздуха.
Решение нашел главный инженер проекта Эйдзи Накацу, увлекавшийся орнитологией. Он вспомнил о зимородке — птице, которая ныряет за рыбой в воду на огромной скорости почти без брызг благодаря клиновидной форме клюва. Инженеры переделали носовую часть поезда по образу клюва зимородка. В результате поезд стал на 10% быстрее, расходовал на 15% меньше электроэнергии и навсегда избавился от шумового удара.
3. Эффект лотоса и самоочищающиеся поверхности
Листья лотоса всегда остаются безупречно чистыми, даже если растут в мутной болотной воде. Ученые выяснили, что секрет кроется в микроскопических бугорках, покрывающих поверхность листа. Капли воды не могут растечься по ней: они скатываются в шарики и, скатываясь вниз, собирают всю грязь и пыль.
Этот принцип (названный «эффектом лотоса») сегодня активно применяется человеком. Были созданы фасадные краски, водоотталкивающие ткани и автомобильные стекла, которые способны самоочищаться во время дождя.
4. Естественная вентиляция зданий и термитники
В столице Зимбабве, Хараре, находится огромный торговый и офисный комплекс Истгейт-центр (Eastgate Centre). Архитектор Мик Пирс спроектировал его, не используя традиционных систем кондиционирования, хотя лето там невероятно жаркое. Вдохновением послужили африканские термитники.
Термиты строят свои башни так, что внутри всегда сохраняется стабильная температура (+31 °C), несмотря на то, что снаружи она может колебаться от +3 °C ночью до +42 °C днем. Это достигается за счет сложной системы вентиляционных каналов. Истгейт-центр построен по тому же принципу: он впитывает прохладный ночной воздух и выпускает горячий дневной через специальные шахты. Здание потребляет на 90% меньше энергии, чем аналогичные постройки с кондиционерами.
5. Акулья кожа и авиация
Если провести рукой по коже акулы в направлении от хвоста к голове, она покажется шершавой, как наждачная бумага. Она покрыта микроскопическими чешуйками (кожными зубчиками) с продольными бороздками. Такая структура не только защищает хищника от паразитов, но и предотвращает образование микровихрей в воде, позволяя акуле плыть быстрее с меньшими затратами энергии.
Этот секрет переняли создатели гидрокостюмов для профессиональных пловцов (в которых было побито множество мировых рекордов). Позже технологией заинтересовалась авиация: сегодня на фюзеляжи пассажирских самолетов наносят специальную пленку, имитирующую акулью кожу, что снижает сопротивление воздуха и экономит тысячи тонн авиатоплива в год.
Заключение
Природа — это гигантская исследовательская лаборатория, которая не требует патентов на свои изобретения. Сегодня, когда человечество сталкивается с вызовами экологии и нехватки ресурсов, бионика подсказывает нам самый правильный путь: не покорять природу, а учиться у нее. Ведь то, что «придумано природой», уже прошло испытание временем.
Если интересно, прошу поддержать лайком, комментарием, перепостом, может подпиской! Впереди, на канале, много интересного! Не забудьте включить колокольчик с уведомлениями! Буду благодарен!