Технологии Бога

Сегодня бионические технологии все чаще используются человеком. Классический пример – стрекоза, которая подсказала инженерам конструкцию лопастей вертолета. Но на самом деле используются такие технологии в повседневной жизни гораздо шире и чаще, чем можно себе представить. «Всё о новостройках» собрал интересные факты о бионических технологиях, которые применяются в современном строительстве.

Технологии Бога
Технологии Бога Технологии Бога Технологии Бога

Большая советская энциклопедия определяет бионику как науку, пограничную между биологией и технологией, решающую инженерные задачи на основе анализа структуры жизнедеятельности организмов. Этот же источник указывает, что идея применения знаний о живой природе для решения инженерных задач принадлежит Леонардо да Винчи, который пытался построить летательный аппарат с машущими крыльями как у птиц – орнитоптер. Но только в 1960 голу в Дайтоне (США) прошел первый симпозиум по бионике, который официально закрепил рождение новой науки.

Строительство

Однако задолго до этого люди пытались применять природные технологии для строительства. Например, монолитная технология строительства применялась еще во времена Римской империи. Знаменитый Пантеон сооружен по такому принципу, ученые это доказали еще в середине XX века. Что интересно, первые упоминания о практике использования монолита в России указывают на то, что известный дворец императрицы и ткацкая фабрика в Петербурге были построены именно по такой технологии.

Но что представляет собой монолит? Это конструкция из бетона, в основе которой находится каркас из стальной арматуры. В результате у монолитного здания отсутствуют швы, т. е. места соединения отдельных частей, оно представляет из себя цельную железобетонную «глыбу», что обеспечивает высокую жесткость каркаса и возможность создавать высотные здания. Кроме того, высокая жесткость каркаса сводит к минимуму склонность к трещинообразованию.

А теперь посмотрим на строение стебля злакового растения. Его основная функция – опора и связь между корнями и колосом. Структура стебля неоднородна, в ней выделяются более и менее плотные участки. Благодаря этому стебель растения устойчив к ветровому воздействию и способен удержать колос до его созревания. Срез стебля даже внешне напоминает монолитную конструкцию в разрезе. Есть в стебле и ребра жесткости – поперечные перепонки, придающие ему дополнительную устойчивость. Такие можно увидеть, например, у борщевика.

Дальше – больше. Знаменитая на весь мир Эйфелева башня, которая является главной достопримечательностью Парижа, скопирована с большой берцовой кости человека. Если изучить срез кости, то окажется, что ее внешняя часть похожа на твердую корку, а внутренняя – более рыхлая, мягкая, имеет губчатую структуру. Это позволяет ей выдерживать значительные нагрузки на сжатие и растяжение. Твердая часть также неоднородна, она состоит из микроскопических трубочек диаметром 0,2 мм, трубочки также состоят из пучков волокон, а каждое волокно сплетено из трех нитей, в основе которых молекула коллагена. Такое строение – трубочки внутри трубочек – обеспечивают прочность и одновременно легкость кости. Тот же принцип лежит в основе стебля бамбука и Эйфелевой башни. Только в последнем случае – в очень увеличенном масштабе. Но при своих немалых размерах, сооружение очень легкое, ажурное – совсем как берцовая кость, которая способна удерживать на себе вес человека. Интересно, что критики творения Эйфеля даже называли башню скелетом. И были недалеки от истины.

На этом перечень технологий, позаимствованных инженерами-строителями у природы, не исчерпывается. Так, в современном метростроении с успехом применяются буровые машины, которые являются увеличенной механической копией дождевых червей. Так же, как и они, буровые машины «проедают» землю и выпускают ее через заднюю часть, непрерывно двигаясь вперед, оставляя большой тоннель позади себя.

У природы мы позаимствовали и еще одну современную технологию – обследование зданий и сооружений на предмет скрытых дефектов при помощи тепловизора. Удивительным органом, при помощи которого видит тепловые (инфракрасные) лучи, наделены все змеи. Две ямки на голове дают рептилиям потрясающую зоркость ночью. Змея способна увидеть на расстоянии 200 м выползающую из норки полевую мышь. Разглядывая своеобразный портрет теплокровного животного, она улавливает разницу в тысячную долю градуса. Эта способность змеи была использована людьми при создании медицинских аппаратов и приборов ночного видения, инженерных тепловизоров.

Но если первые такие приборы были созданы в 30-х годах прошлого века, а современные тепловизионные системы начали развиваться в 60-е годы XX столетия, то змеи успешно пользуется своими «приборами» на протяжении тысячелетий.

Природные технологии применяются и при создании различных инструментов. В том числе для строительства и ремонта. Так, каждый, кто держал в руках дрель, воспользовался наработками рогохвостов – насекомых – вредителей хвойных пород, в которых развиваются их личинки, повреждая древесину ствола. У каждого насекомого на брюшке расположены два похожих на иглы образования. Но это не жало, а сверло, которыми рогохвосты сверлят кору деревьев и откладывают личинки.

Кстати, биологи долго не могли понять, как работает бур у рогохвоста. В отличие от обычного сверла, которое требует дополнительного усилия, рогохвост может сверлить древесину под любым углом, не прилагая при этом особых усилий. После многолетних исследований ученые, наконец, поняли, что штыри вгрызаются в древесину, отталкиваясь друг от друга и усиливая друг друга подобно застежке-молнии.

А британские астрономы из университета Бата считают, что сверло рогохвоста пригодится и в космосе, например, на Марсе, где понадобится бурить поверхность. Но поскольку сила тяжести на этой планете невелика, ученые не уверены в том, что сумеют найти достаточное усилие, чтобы пробурить твердую поверхность. Пользуясь примером насекомых, исследователи сконструировали пилу с дополнительными полотнами на конце, которые отталкиваются друг от друга подобно штырям рогохвоста. Теоретически это устройство сможет работать даже на поверхности метеорита, где вообще нет никакой силы тяжести.

Широкое распространение бионические технологии получили в архитектуре. Примеров масса. Так, используя способности улитки, в раковине которой даже в пустыне сохраняется прохлада, группа студентов из Исфаханского университета искусств спроектировала дом, который благодаря своей форме охлаждает воздух внутри. Такой дом будет идеальным убежищем для тех, кто живет в жарком климате.

Другой пример. За основу вентиляции высотных домов взят принцип работы этих систем в термитниках. Они послужили моделью для торгового центра «Истгейт» в Зимбабве. В нем прохладно даже в 40-градусную жару.

Комментарии (0)

Оставить комментарий

Вы комментируете как Гость.

Важное