Desde o momento de nossa aparição, não nos cansamos de nos surpreender com as invenções da natureza. Milhares de anos atrás, nossos ancestrais aprenderam com predadores como se esgueirar e caçar. Mas mesmo agora, apesar de todas as nossas tecnologias, a natureza não perdeu sua atratividade.
Muitas invenções surgiram devido ao fato de espionarmos o mundo vegetal e animal.
O deserto africano do Namibe não é estragado pela chuva. A terra aqui é quente até o limite, mas todas as manhãs leves nuvens de neblina caem misericordiosamente nas dunas de areia. Para o besouro da Namíbia, essas são as condições ideais de existência.
Gotas de água do nevoeiro se acumulam nos élitros do besouro e fluem até sua cabeça através de sulcos cobertos com uma composição repelente à água. Os élitros são pontilhados com pequenas protuberâncias hidrofílicas. À medida que a umidade se acumula, as gotículas ficam maiores e, no final, deslizam em direção à boca do besouro, que sacia sua sede com elas.
Engenheiros de Massachusetts Instituto de Tecnologia emprestou este projeto para criar um material capaz de coletar água do ar. A substância, feita de vidro e plástico e cravejada de pequenas saliências, parece muito com uma esponja. É simples e barato de fazer - você só precisa aplicar protuberâncias hidrofílicas em folhas de materiais repelentes à água. Se uma barraca de turismo for coberta com essa substância, será possível coletar o suprimento de água para um dia todas as manhãs.
Além disso, graças aos refletores infravermelhos em seus élitros, o besouro da Namíbia é altamente resistente ao calor. Isso pode ajudar em áreas que precisam de equipamentos resistentes ao calor, como o projeto de foguetes, por exemplo.
Uma das melhores opções.
Desde o momento de nossa aparição, não nos cansamos de nos surpreender com as invenções da natureza. Milhares de anos atrás, nossos ancestrais aprenderam com predadores como se esgueirar e caçar. Mas mesmo agora, apesar de todas as nossas tecnologias, a natureza não perdeu sua atratividade. Muitas invenções surgiram devido ao fato de espionarmos o mundo vegetal e animal.
1Adaptação do besouro da Namíbia para coletar água
O deserto africano do Namibe não é estragado pela chuva. A terra aqui é quente até o limite, mas todas as manhãs leves nuvens de neblina caem misericordiosamente nas dunas de areia. Para o besouro da Namíbia, essas são as condições ideais de existência.
Gotas de água do nevoeiro se acumulam nos élitros do besouro e fluem até sua cabeça através de sulcos cobertos com uma composição repelente à água. Os élitros são pontilhados com pequenas protuberâncias hidrofílicas. À medida que a umidade se acumula, as gotículas ficam maiores e, no final, deslizam em direção à boca do besouro, que sacia sua sede com elas.
Engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts pegaram emprestado esse projeto para criar um material que pode coletar água do ar. A substância, feita de vidro e plástico e cravejada de pequenas saliências, parece muito com uma esponja. É simples e barato de fazer - você só precisa aplicar protuberâncias hidrofílicas em folhas de materiais repelentes à água. Se uma barraca de turismo for coberta com essa substância, será possível coletar o suprimento de água para um dia todas as manhãs.
Além disso, graças aos refletores infravermelhos em seus élitros, o besouro da Namíbia é altamente resistente ao calor. Isso pode ajudar em áreas que precisam de equipamentos resistentes ao calor, como o projeto de foguetes, por exemplo.
2. Lampreias microrrobôs vivas
Sem dúvida, o trabalho dos médicos seria muito mais fácil se eles pudessem entrar no corpo do paciente e determinar a causa exata da dor ou doença. A tecnologia de computador normalmente produz imagens granuladas e de baixa resolução, enquanto as máquinas de ressonância magnética são volumosas e caras.
A invenção de pequenos robôs capazes de viajar pelo corpo junto com o sangue resolveria muitos dos problemas dos médicos. "Cyberplasm" é um robô que está "vivo" em certo sentido.
O ciberplasma está equipado com sensores retirados de células de mamíferos reais; ela reage a substancias químicas e luz, bem como um organismo vivo. Além de um conjunto de sensores de luz e odor alimentados por glicose, o robô em miniatura também é equipado com um sistema nervoso. Ele converte estímulos em sinais elétricos, desempenhando efetivamente as funções do cérebro.
Source 3Braço de robô modelado após o tronco de um elefante
A tromba de um elefante é composta por 40.000 músculos e é tão ágil quanto as mãos humanas. É igualmente conveniente para eles colher maçãs de um galho e arrancar as árvores junto com a raiz. Este "design" versátil inspirou os cientistas a criar um braço robótico. A empresa alemã Festo desenvolveu o Bionic Handling Assistant, um membro que combina destreza mãos humanas com capacidade mecânica.
Com quatro garras de metal, o robô aprende da mesma forma que uma pessoa - por tentativa e erro. Tentando alcançar e agarrar objetos, ele começa a "entender" quais músculos precisa usar. O robô é capaz de reproduzir o movimento que aprendeu ajustando a pressão em tubos embutidos em seus músculos artificiais.
O baú é feito de poliamida; a estrutura deste material é forte o suficiente para levantar pesos pesados, mas flexível o suficiente para lidar com tarefas delicadas, como a colheita de ovos. O robô será útil em fábricas, laboratórios e hospitais, onde poderá realizar trabalhos destinados a mãos humanas.
4. Trens-bala, martins-pescadores e corujas
Quando os super-rápidos trens-bala japoneses saltam do túnel, eles emitem um estrondo ensurdecedor graças ao formato do nariz. No altas velocidades o trem cria uma parede de ar comprimido à sua frente, o que impede seu movimento e aumenta o consumo de combustível.
A solução para este problema foi sugerida pelos pássaros.
O martim-pescador possui um bico aerodinâmico que é muito prático para a pesca. Devido à forma pontiaguda de seu nariz, o pássaro é capaz de submergi-lo na água sem respingar. A água, em vez de criar um obstáculo para o bico, separou-se à sua frente.
Eiji Nakatsu, engenheiro e ornitólogo, mudou o nariz arredondado de um trem-bala para uma forma que imita o bico de um martim-pescador. Agora, um trem viajando a velocidades de até 300 quilômetros por hora experimenta menos resistência do ar e consome menos energia.
Além disso, ele pegou algo da coruja, o que lhe permitiu reduzir o nível de ruído. O desenho do nariz é semelhante às asas da coruja, que são tão silenciosas que nem os ratos podem ouvi-las.
5. Polvo robô de corpo mole
Quem disse que os robôs precisam ser duros e metálicos? Uma equipe de pesquisadores da Itália descobriu os benefícios do corpo mole do polvo. Com a capacidade de nadar, segurar objetos e rastejar, o polvo robô usa muito menos poder de computação para funcionar.
Ao contrário das máquinas de estado sólido que executam movimentos geometricamente corretos, os robôs polvo são capazes de contrair e torcer suavemente. Eles não têm membros rígidos ou articulações fixas, o que é uma grande vantagem.
Robôs com estrutura rígida requerem programas e mecanismos complexos para evitar que colidam com outros objetos. Seus movimentos podem representar um perigo para as pessoas ao seu redor.
Robôs macios são muito mais seguros. Eles podem torcer em uma nova forma e se adaptar bem ao ambiente. Corpo flexível permite usá-los em operações de resgate e outros trabalhos sem reconfiguração prévia do programa.
6 rosas ciborgues
Você sabia que as rosas podem ser eletricamente condutoras?
Magnus Berggren e sua equipe de pesquisadores da Suécia conseguiram isso implantando fios microscópicos em plantas. Depois de embeber a rosa em uma solução de polímero orgânico, seu caule foi descascado e encontrado perfurado com finos "fios" de polímero. Mais tarde descobriu-se que eles são eletricamente condutores.
Esse método deu aos cientistas a capacidade de controlar a fisiologia das rosas, como impedir que florescessem na véspera da geada ou impedir que secassem prematuramente. Esta melhoria não afetou frutos e sementes.
Como a interferência constante pode afetar negativamente o ecossistema, esta invenção pode ser facilmente ligada ou desligada.
7 Cateteres de Tubarão Antimicrobianos
A pele de tubarão, devido à sua suavidade e durabilidade, é adequada para fazer uma variedade de coisas, desde roupas de banho até sapatos. Mas os cateteres dele foram uma surpresa completa.
Todo hospital luta contra germes. Não é segredo que com tal grande fluxo de pessoas que não apenas circulam dentro do hospital, mas também vêm da rua, os germes podem facilmente se depositar nas superfícies, espalhando doenças de um paciente para outro.
O engenheiro Tony Brennan descobriu que não há nada mais limpo do que pele de tubarão. Sua superfície está repleta de pequenos dentículos que impedem que os corpos dos tubarões grudem em muco, algas e mariscos. Felizmente, a pele de tubarão demonstrou ser capaz de proteger contra muitas bactérias patogênicas, como a E. coli.
"Sharklet" é uma empresa que utiliza dada propriedade. Ela continua a trabalhar em sua aplicação. O próximo passo seria inventar cateteres de pele de tubarão que poderiam ajudar a prevenir infecções.
8 Organismos em hibernação ajudam a armazenar vacinas, DNA e células-tronco
Graças à hibernação (sono profundo com uma desaceleração múltipla do metabolismo), algumas plantas são capazes de "ressurreição". Musgo do deserto que seca temperaturas altas parece estar morto há anos e até décadas. Mas assim que as chuvas voltam, a planta começa a crescer luxuriante e a ficar verde novamente.
Os tardígrados, invertebrados microscópicos, também estão entre os organismos mais resistentes da Terra. Eles estiveram no espaço, expostos a temperaturas extremas (de zero a 150 graus Celsius), tratados com radiação e mantidos por anos sem água.
Em resposta a isso, os tardígrados começaram a secar. Mas então, assim que as condições ao redor se tornaram novamente favoráveis, eles despertaram. Artemia, nematóides, fermento de padeiro são apenas alguns exemplos de criaturas vivas capazes de hibernar.
No condições adversas a água nesses organismos é simplesmente substituída por açúcar. À medida que o açúcar solidifica e cristaliza, os organismos entram em um estado de animação suspensa. É claro que, para os humanos, esse método é mortal, mas também traz um benefício para nós: vacinas, DNA e células-tronco podem agora ser armazenadas por mais tempo.
Todos os anos, dois milhões de crianças morrem de doenças facilmente evitáveis. As vacinas morrem rapidamente em climas quentes, mas esse conservante açucarado, na forma de cristais microscópicos dentro das vacinas, prolonga sua vida útil para vários anos.
Source 9Um robô que anda sobre a água como um caminhante aquático
Os caminhantes aquáticos podem andar sobre a água graças à "pele" que cobre a superfície do líquido. Esse fenômeno é conhecido como tensão superficial (aderência de moléculas homogêneas umas às outras).
Recentemente, engenheiros criaram um robô saltador de água. Este robô tem corpo mole e pesa apenas 68 miligramas. Anteriormente, já foram criados robôs que podem andar sobre a água, mas este é único justamente porque não anda, mas pula na superfície sem mergulhar nela.
Os pesquisadores conseguiram fazê-lo graças a observações de caminhantes aquáticos. Esses insetos aceleram o movimento de suas pernas gradualmente, não deixando a água até o último momento. Eles se repelem com uma força que não excede a força da tensão superficial.
O robô, "emprestado" essa tática, aumenta gradativamente seus esforços para pular, mas não ultrapassa a força da "pele" da água. Imita o movimento das pernas de uma pulga e é capaz de saltar uma distância igual a 14 centímetros. Este robô em miniatura pode ser útil para coleta de informações e trabalhos de resgate.
10. O olho de lagosta é o melhor raio-x
Os raios X são difíceis de trabalhar, e é por isso que as máquinas de raios X dos aeroportos são tão grandes. Mas, recentemente, os cientistas conseguiram criar uma invenção modelada nos olhos das lagostas, que têm características muito melhores que os raios-X.
Os olhos de uma lagosta percebem a luz por reflexão. Eles são cobertos por quadrados que parecem espelhos planos que refletem a luz em ângulos precisos para formar imagens de qualquer direção. Esse projeto provou ser útil para astrônomos que precisam de telescópios que possam detectar a presença de raios-X em certas regiões do espaço.
Os crustáceos também inspiraram outras invenções, como microchips e a máquina de raios-X Lobster Eye. Esta "lanterna" pode iluminar uma parede de aço com até 8 centímetros de espessura. Quando o dispositivo envia um fluxo de raios X de baixa potência através de uma parede, alguns deles são refletidos por objetos atrás dele. Esses sinais entram nos tubos e criam uma imagem - assim como os olhos das lagostas. Esta invenção pode ser útil na busca de itens roubados ou transportados ilegalmente.
NOVO PROJETO Slu4aino.ru dos criadores do site
Há um laboratório de testes no mundo que vem implementando e testando novas soluções tecnológicas há três bilhões e meio de anos.
Claro, este laboratório é a natureza. Invenções que surgiram no curso da evolução, a humanidade está constantemente adotando. Aqui estão apenas alguns deles.
Descobriu-se que os olhos de alguns insetos, constituídos por células microscópicas, contêm estruturas que redirecionam a luz refletida de volta ao olho. A redação do find.rf observa que os inventores desenvolveram um nanomaterial que copia o princípio dos olhos da mariposa. Isso aumentou muito a eficiência das células solares.
Ele passou os próximos anos experimentando combinações de gancho e laço em vários materiais. No final, ele encontrou a combinação perfeita e patenteou o que é conhecido mundialmente como Velcro, e na Rússia como Velcro.
O engenheiro se perguntou se o formato do bico de um pássaro poderia ser usado para melhorar a aerodinâmica do trem. A locomotiva, cuja forma lembra um bico comprido, não era apenas mais silenciosa, mas também mais rápida que o normal.
O design especial do cupinzeiro cria uma corrente natural de ar que mantém a mesma temperatura dia e noite. O vento remove o excesso de calor das paredes do montículo, e os próprios cupins podem regular a transferência de calor abrindo e fechando orifícios nas paredes. O arquiteto Mick Pierce construiu um prédio público na capital do Zimbábue à imagem de um cupinzeiro. Os editores do site esclarecem que os insetos ainda não entraram com processo por proteção de direitos autorais.
Engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts desenvolveram painéis de coleta de água com base nesse princípio, que ajudam a coletar a umidade de ar atmosférico e reduzir o consumo água da torneira. Esses painéis agora são usados em mais de vinte países onde os moradores têm dificuldade de acesso à água.
Esta solução foi utilizada no desenvolvimento de alta velocidade roupas de banho. No tubarão de Galápagos, essas escamas são dispostas de uma maneira especial que não permite que os microorganismos se instalem na pele.
O uso de limpadores antibacterianos em uma unidade de saúde pode levar ao desenvolvimento de bactérias resistentes a antibióticos. A Sharklet fornece aos hospitais revestimentos especiais que lhes permitem manter a esterilidade sem o uso excessivo de detergentes. Acontece que até as bactérias têm medo de tubarões.
Após quatro anos de pesquisa, uma empresa de tintas alemã apresentou produtos que replicam as propriedades da superfície de uma flor de lótus. As paredes das casas cobertas com esta tinta não precisam ser lavadas e não acumulam sujeira da rua.
Engenheiros, inspirados pela graça das baleias, colocaram tais protuberâncias nas pás dos ventiladores, turbinas eólicas e bombas de água. As lâminas de turbinas eólicas em forma de barbatana de baleia são 20% mais eficientes do que as lâminas convencionais.
Testes em túnel de vento provaram que tal turbina experimenta 30% menos carga de vibração. Existem até projetos de aeronaves com asas cobertas com essas protuberâncias. Eles serão ainda mais confiáveis e econômicos.
O progresso é uma questão tão honrosa quanto perigosa. Muitos pesquisadores que impulsionaram a ciência sofreram por causa de suas invenções e até pagaram por elas com suas vidas. Os editores do site convidam você a ler sobre cientistas que foram arruinados por suas próprias invenções.
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1. Os princípios básicos de projeto sob os quais a famosa Torre Eiffel foi construída são baseados no trabalho do médico Hermann von Meyer, que estudou a estrutura da cabeça femoral no local onde ela se dobra, entra em ângulo em uma articulação, mas não não quebrar sob o peso do corpo.
Descobriu-se que o osso é coberto com uma rede de ossos em miniatura, graças aos quais a carga é redistribuída. Mais tarde, esse conhecimento foi usado por Eiffel para redistribuir a carga na torre...
Não é difícil adivinhar que os aviões foram inventados olhando para os pássaros - os melhores pilotos do mundo. Ao longo dos anos, os animais ajudaram o homem a alcançar muitas realizações. Aqui estão alguns exemplos de invenções motivadas pela natureza.
1. Pele à prova de balas
Certamente você já ouviu falar que a teia é 5 vezes mais forte que o aço. Ela era o protótipo kevlar. Cientistas por muito tempo tentou inventar um análogo do fio de seda de uma aranha em grandes quantidades. De certa forma, eles cruzaram genes de aranhas produtoras de seda com genes de cabras para criar leite de cabra com proteínas de aranha. Mas até agora não foi possível recriar a qualidade dos fios artificiais que as aranhas fazem. Eles nem tentam crescer e criar aranhas, porque as aranhas são caracterizadas pelo canibalismo. No entanto, os cientistas conseguiram criar algo incrível - pele à prova de balas, combinando para esta aranha seda com pele artificial, que foi cultivada em laboratório. Este material pode parar uma bala em movimento. Durante os testes, um tiro foi usado não com força total, uma vez que pode realmente destruir ossos e pele, e quebrar órgãos internos. Mas junto com coletes à prova de balas, esse material é quase impecável.
2 macacos são os farmacêuticos mais antigos
Os cientistas há muito observam os chimpanzés, que tiveram sucesso de muitas maneiras durante sua existência, especialmente na medicina. Eles podem indicar substâncias que são benéficas para os seres humanos.
Mas esse método funciona até agora apenas nos próprios chimpanzés. No entanto, pesquisas recentes descobriram que plantas do gênero Vernonia, às quais os chimpanzés são especialmente atraídos durante a doença, são eficazes contra bactérias perigosas para os seres humanos. Medicamentos que serão inventados como resultado esta descoberta não terá efeitos colaterais.
3. Os cupins são os melhores arquitetos
Os cupins durante todo o tempo de sua existência conseguiram criar muitas estruturas. Na África, existem estruturas de 2 e 3 metros - cupinzeiros - que lembram um cemitério de gigantes. Para uma pessoa, a altura das estruturas pode parecer insignificante, mas em comparação com o tamanho do cupim, são arranha-céus reais. Isso apesar do fato de que os "trabalhadores" trabalham nas condições do sol escaldante.
Impressionados com o trabalho dos cupins, os cientistas analisaram a estrutura dos cupinzeiros e fizeram um modelo Shopping Eastgate no Zimbábue. Sua peculiaridade é que, apesar do calor de 40 graus, o prédio estará fresco por dentro. O design exclusivo do shopping center é capaz de absorver e liberar o excesso de calor para o exterior e consumir apenas 10% de energia.
4 Painéis Solares Baseados em Folhas
Todo mundo conhece a propriedade das plantas para transformar luz solar em energia. E em comparação com os painéis solares. inventadas pelo homem, as células solares das plantas consistem em materiais muito baratos. Por muito tempo, os cientistas vêm tentando recriar tão barato painéis solares. Não faz muito tempo, no decorrer da pesquisa, cientistas da Universidade da Carolina do Norte criaram uma bateria que se parece com uma folha. Essas "folhas artificiais" são preenchidas com gel e são uma pequena bolsa que contém produtos químicos especiais e algumas partículas de plantas, incluindo clorofila. No este momento os pesquisadores conseguiram pequenos resultados: as moléculas do gel são capazes de gerar uma corrente elétrica muito fraca. No futuro, planeja-se criar dispositivos mais eficientes.
5. Superfícies autolimpantes
Em seu núcleo, a folha é uma janela através da qual a planta recebe energia. Quanto mais suja a janela (folha), menos energia ela deixará passar. Portanto, a planta não receberá o suficiente nutrientes. Portanto, a superfície das folhas é coberta com ranhuras invisíveis ao olho humano, embora pareçam lisas na aparência. Poeira e sujeira se acumulam nessas ranhuras e depois são lavadas com água, chuva.
Quando uma pessoa estudou mais de perto a estrutura da folha, ela foi capaz de traduzir essa "tecnologia" na criação pintura autolimpante. Como a superfície da folha, a tinta tem sulcos e vales que prendem a sujeira e mantêm a superfície limpa. Além disso, é menos suscetível à entrada de bactérias e fungos. Agora, os tecnólogos estão tentando criar vidro e concreto autolimpantes.
6. As conchas são a resposta ao aquecimento global
Qualquer desastre é sempre causado pela falta de algo. Aquecimento globalé o resultado de quantidades excessivas na atmosfera dióxido de carbono. E esse problema pode ser resolvido de maneira muito simples se você usar a natureza.
Os cientistas voltaram sua atenção para as conchas do mar. São compostos principalmente de carbonato de cálcio (dióxido de carbono + cálcio + oxigênio). Concluiu-se que o dióxido de carbono poderia ser transformado em algo que poderia ser facilmente separado. Enquanto pesquisavam moluscos, os cientistas descobriram uma maneira de transformar o dióxido de carbono prejudicial em carbonato sólido, que pode ser usado como material de construção.
7. As abelhas são ótimas guardiãs
As abelhas não são tão simples quanto parecem à primeira vista. Eles passam quase o dia inteiro fazendo um trabalho muito importante - eles ajudam a flor a ser polinizada. Às vezes, eles até morrem por essa ocupação, picando alguém que os invade. Um enxame de abelhas sabe trabalhar como um todo, enquanto uma única abelha não é capaz de fazer nada além do que lhe é confiado.
Em 1989, foi formulada a ideia de que, com um algoritmo devidamente desenvolvido, um grupo de indivíduos pouco inteligentes que não possuem conhecimento sobre sistema comum podem exercer seus poderes. Assim, tendo entendido o sistema de enxame de abelhas, as pessoas o aplicaram mais recentemente para controlar a carga elétrica com o mínimo de intervenção humana.
8. Aquaporina como um ótimo filtro de água
Aquaporina é uma classe de proteínas encontradas nas membranas celulares. Sua função é regular o fluxo de água para dentro e para fora da célula. Esta é uma função importante, caso contrário, uma grande quantidade de água levaria à destruição da célula, e pouca água levaria ao encolhimento da célula.
Os cientistas aplicaram a estrutura das aquaporinas na criação de filtros de água. Se este projeto valer a pena, as membranas de aquaporina serão dispositivos de filtragem de água bastante baratos. Eles também poderão dessalinizar a água, o que atualmente é um prazer caro.
9. Besouros resolvem o problema da falta de água
O exoesqueleto do besouro do deserto do Namibe possui um sistema único de coleta de umidade em regiões secas (com precipitação de 1 cm por ano). Ele retém a umidade do ar, tão necessária à vida, fornecendo seu fluxo ao besouro.
Os cientistas decidiram usar o mesmo sistema para locais onde o acesso à água é limitado. Para fazer isso, eles criaram uma superfície que, juntamente com material adicional, é capaz de reter a água do ar. Esta é uma invenção muito útil para lugares como o deserto do Saara.
10. Pele de tubarão como desinfetante
Os cientistas conseguiram recriar a mesma estrutura em filme adesivo, que usarão em escolas, hospitais e locais onde os germes são mais frequentemente colhidos.
