Rozwiązania techniczne naśladujące naturę



Podobne dokumenty
LEKCJA NATURY W DZIAŁALNOŚCI INŻYNIERSKIEJ

Biomimetyka przyroda inspiruje naukowców

Bionika w budownictwie, czyli czy można wyhodowaćmost

Bionika. Przyroda jako wzór do naśladowania

auka Nauka jako poszukiwanie Fizyka Pozycja i ruch przedmiotów Nauka i technologia

Wprowadzenie do teorii systemów ekspertowych

Lighten Up! 10/4/2017 1

NMC Polska Sp.Zo.o. UI.Pyskowicka 15 - PL Zabrze Phone: Fax biuro@nmc.pl

Elewacje. Efekt lotosu. Powłoki elewacyjne z efektem lotosu

BIOCYBERNETYKA PROLOG

Odkurzacz bezprzewodowy Dyson V6 Total clean kod produktu: Dys kategoria: Dom > Odkurzacze > Bezprzewodowe

Rozwiązania bezzałogowe w służbie ochrony środowiska Tomasz Kierul Mateusz Kozłowski

Efekt Lotosu. Powłoki elewacyjne z efektem lotosu

Kierunkowe efekty kształcenia wraz z odniesieniem do efektów obszarowych. Energetyka studia I stopnia

POJEMNOŚĆ / WAGA: 886 ml / 3kg / 3,78l

SeaLight AQUAVIE. Inteligentne Oświetlenie LED do Akwarium. GrassyCore Technology. APP Control. Tylko dla. Rafa FRANCE

Szczegółowy opis przedmiotu zapytania 14/D/ApBad/NCN/2015 Dostawa materiałów (próbek) do badań (kompozytowe modele rzeczywistych konstrukcji)

Wykorzystanie Grafenu do walki z nowotworami. Kacper Kołodziej, Jan Balcerak, Justyna Kończewska

Malowanie ścian: pędzle i wałki dobierz do farby i ściany

OCTADOME28 F4 NAMIOT KULISTY

Odkurzacze uniwersalne WD MP

Odkurzacze uniwersalne WD 5.400

nr projektu w Politechnice Śląskiej 11/030/FSD18/0222 KARTA PRZEDMIOTU

Wykład VII: Kompozyty. JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych

Wykładzina podłogowa na schody wewnętrzne

Czym jest aerodynamika?

iredheat to marka paneli grzewczych podczerwieni najbardziej technicznie zaawansowanych na rynku światowym.

POZIOMY WYMAGAŃ EDUKACYJNYCH Z BIOLOGII DLA UCZNIÓW Z UPOŚLEDZENIEM W STOPNIU LEKKIM

Odkurzacze z funkcją prania SE 5.100

Composite. Brak obciążenia betonem. Właz otwiera się bez wysiłku. Waga pokrywy mniejsza nawet o 85 kg! (przy rozmiarze 80 x 80 cm) Szybki montaż

Materiały y a postęp cywilizacyjny

Pomost dodatkowy. Nr katalogowy

Badania Amerykanie prowadzą. została w satelicie Sputnik 2. w NASA (Narodowej Agencji. Amerykańscy naukowcy. kosmicznej.

30/01/2018. Wykład VII: Kompozyty. Treść wykładu: Kompozyty - wprowadzenie. 1. Wprowadzenie. 2. Kompozyty ziarniste. 3. Kompozyty włókniste

K9 INNOWACYJNY PUSTAK STROPOWY MOC W JAKOŚCI

INŻYNIERIA BIOMATERIAŁOWA OWA

Jedność Jest siłą. Wasz zespół Inhuman Gear

Scenariusz zajęć nr 3

deciso Stół Deciso DE2210. Fotel obrotowy 9554 N35. Komódka Deciso Płyta boczna DES215.

Sprawozdanie z przedsięwzięcia "Budowa ekologicznego pojazdu zasilanego ogniwem paliwowym." WFOŚ/D/201/54/2015

Przemieszczanie. Docierać do celu oszczędzając przyrodę

Hałas statków powietrznych 2. Emisje z silników statków powietrznych. Ochrona środowiska

EJOT Power-Bloc. Elementy montażowe do planowanych mocowań. Opis produktu. Zastosowanie. Wymiary. Zalety produktu.

Modelarstwo Rodzaje modelarstwa: Redukcyjne

Odkurzacze z funkcją prania SE 5.100

EFEKT TWORZYW NATURALNYCH DO WYSTROJU WNĘTRZ

Katarzyna Michalec. Podnieś z ziemi i zrób

Odkurzacze uniwersalne WD M

Możliwości kształtowania właściwości odzieży czy odzież może być inteligentna?

Wniosek nr 1 o wyjaśnienie treści specyfikacji istotnych warunków zamówienia

Zadania z fizyki. Promień rażenia ładunku wybuchowego wynosi 100 m. Pewien saper pokonuje taką odległość z. cm. s

Formularz ofertowy. Tel. kontaktowy... fax..., . NIP:

REGAŁY I SZAFY PRZEMYSŁOWE

Jan A. Szantyr tel

Informator dla kandydatów na studia

NT 35/1 Tact Bs. Odkurzacz specjalistyczny do piekarni. Wykonany z materiału odpornego na butwienie płaski falisty filtr PES.

NT 35/1 Tact Bs. Odkurzacz specjalistyczny do piekarni

MONOGRAFIA NOWOCZESNE BALISTYCZNE OCHRONY OSOBISTE ORAZ ZABEZPIECZENIA ŚRODKÓW TRANSPORTU I OBIEKTÓW STAŁYCH WYKONANE NA BAZIE KOMPOZYTÓW WŁÓKNISTYCH

NOWOŚĆ. Stacja zmiękczania wody softliq:sc. Inteligentna technologia dla uzyskania znakomitej jakości wody

Ochronne okrycie dla zwierząt kopytnych i udomowionych oraz sposób wytwarzania ochronnego okrycia dla zwierząt kopytnych i udomowionych

Kosmiczny dzień w PPNT

Załącznik nr 4 do SIWZ. Strona 1

Przedmiar robót. Dział nr 1.1. Remont klatki schodowej oraz pomostów i innych elementów na komorach [CPV: Roboty remontowe i renowacyjne]

Składanie modelu wahadłowca

Wycieraczki. Doskonałość w każdym calu

Dom.pl Malowanie hydrodynamiczne: jak nakładać farbę agregatem?

Proste rozwiązania na codzienne potrzeby

ROZJAŚNIJ SWOJĄ CODZIENNOŚĆ LAMPĄ TRIPOD

Rok akademicki: 2016/2017 Kod: RBM ET-s Punkty ECTS: 3. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

ŁÓDKA ZANĘTOWA BAITBOAT.PL TRIMARAN

Narzędzia myślenia Słowa - wyobrażenia - pojęcia Wiesław Gdowicz

Scenariusz zajęć nr 3

Nowoczesne i oryginalne - zobacz najnowsze tapety na rynku

Podchody o bioróżnorodności

Temat: systematyczny podział organizmów. Ile gatunków organizmów żyje na Ziemi? W 1995r., z polecenia ONZ oszacowano, że na Ziemi żyje około 14

Wibracyjny młynek kulowy

Podział tkanki mięśniowej w zależności od budowy i lokalizacji w organizmie

GĄBKA POLERSKA GĄBKA POLERSKA GĄBKA POLERSKA GĄBKA POLERSKA PROFILOWANA GĄBKA POLERSKA

SYSTEMY DO SZUFLAD SMART BOX

Dom.pl Tynk modelowany: oryginalne formy wykończenia elewacji

SP Klasa VI, temat 2

SAMOCHODOWY RADAR POWSZECHNEGO STOSOWANIA

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

Czy B-droid zastąpi pszczoły w zapylaniu roślin?

Systemy solarne Stiebel Eltron. Korzystaj z energii każdego dnia!

MSPO 2014: STABILIZOWANE GŁOWICE OPTOELEKTRONICZNE PCO

Podane ceny są netto należy dodać 23% VAT

Ergonomia w projektowaniu środków ochrony indywidualnej (ŚOI) w celu poprawy komfortu i wydajności pracy

Czym jest aerogel? Izolacja aerogelem zapewnia maksimum ochrony termicznej przy minimalnej wadze i grubości.

Odkurzacze uniwersalne WD 7.000

Promotor: prof. nadzw. dr hab. Jerzy Ratajski. Jarosław Rochowicz. Wydział Mechaniczny Politechnika Koszalińska

METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH

Kierunek: Technologia Chemiczna Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne. Wykład Ćwiczenia

PROJEKT UŚMIECHU. Nazwisko Pacjenta: Data: Stomatolog prowadzący:

Nauka o Materiałach dr hab. inż. Mirosław Bućko, prof. AGH B-8, p. 1.13, tel

K2 SPID WAX. Wosk na mokro. Indeks produktu: K087M

nova bike Profesjonalna linia kosmetyków motocyklowych DZIAŁANIE WYSOKIEJ JAKOŚCI ź SZEROKI WYBÓR ź INNOWACYJNY SKŁAD ź SKUTECZNE ź GWARANCJA ENOVIA

Make: Drony dla początkujących

Kaptur termoizolacyjny

Patynowanie stali Corten przeznaczonej na okładziny wewnętrzne Europejskiego Centrum Solidarności w Gdańsku

Transkrypt:

Rozwiązania techniczne naśladujące naturę

Wstęp Bionika, a właściwie biomimetyka (gr. bios - życie i mimesis naśladować) jest to nauka zajmująca się podpatrywaniem rozwiązań w naturze i adaptowaniem ich do potrzeb praktycznych. Badania biomimetyki nie zajmują się tylko obserwacją czy imitacją biologicznej struktury, ale raczej wdrażeniem jej rozwiązań do potrzeb człowieka. Termin ten został ukuty około 1950 roku przez Otto Schmitt a.

Geneza W 1941 roku szwajcarski inżynier George de Mestral, zmęczony ciągłym czyszczeniem po spacerach sierści swego ukochanego psa, zbadał pod mikroskopem tkwiące w niej nasiona rzepienia pospolitego (Xanthium strumarium) i wymyślił VELCRO - uniwersalne zapięcie zwane rzepem.

Geneza Stworzony z pierwszych sylab francuskich slow velour (aksamit, meszek) oraz crochet (haczyk) marka VELCRO od 1959 roku obejmuje szeroka gamę produktów używanych w codziennym życiu.

Natura Futro niedźwiedzia polarnego zainspirowało specjalistów firmy Malden Mills pracującej nad lekką i ciepłą tkaniną mogącą zastąpić wełnę.

Natura Niektóre stworzenia potrafią chodzić po gładkich powierzchniach, takich jak ściana czy szyba. Rekordzistami są gekony, które potrafią zawisnąć na czubku palca przyklejonego do podłoża.

Natura Wyniki pracy nad elektromagnetycznym oddziaływaniu włosków gekonów pozwoliły na wyprodukowanie pierwszego syntetycznego "kleju gekona" na University of California w Berkeley. Okazało się, że najważniejsze są wymiary włosków - im mniejsze, tym lepiej przylegają.

Natura Korzystając z podglądania żyjącej w Morzu Czerwonym ryby o nazwie boxfish Mercedes-Benz zaprojektował samochód uzyskujący rewelacyjne właściwości aerodynamiczne oraz użytkowe.

Natura

Natura Najnowocześniejszy superszybki pociąg Shinkansen również swój wygląd zawdzięcza naturze. Zimorodek był wzorem przy projektowaniu nosa pociągu, natomiast opierzenie sowy przy redukcji wytwarzanego hałasu.

Natura Egzoszkielet czyli zewnętrzny szkielet którego w naturze zobaczyć możemy wśród mięczaków i stawonogów.

Natura

Natura

Natura Na uniwersytecie stanu Michigan powstał sztuczny wąż, który ma ułatwiać poszukiwanie ofiar katastrof. Potrafi się przeciskać przez niedostępne dla ratowników zwały gruzu, bez oporu pełza po schodach, które grożą zawaleniem.

Natura Robota pająka mieszczącego się w dłoni chce wykorzystać amerykańska agencja kosmiczna NASA badania innych planet. do

Robot BigDog czteronożny - potrafi podnieść ciężar do 40 kg system aktywnego balansowania - utrzymuje równowagę na nierównym terenie i pod działaniem zewnętrznych sił zaprojektowany do celów militarnych

Natura Artificial Intelligence (AI), czyli sztuczna inteligencja, jest to autonomiczna prezentacja i generacja procedur rozwiązywania problemów, przynależnych pierwotnie człowiekowi.

Natura Również w architekturze możemy spotkać projekty wzorujące się na świecie flory i fauny.

Natura Człowiek również bezpośrednio korzysta z zaobserwowanych zachowań zwierząt.

Czym jest bionika? BIONIKA nauka zajmująca się badaniem, kopiowaniem i imitowaniem metod, rozwiązań i procesów zachodzących w naturze oraz tworzeniem ich odpowiedników w technice, socjologii i innych dziedzinach zajmujących się zwiększaniem komfortu życia. wirnik śmigłowca i nasionko klonu Crystal Palace i lilia wodna rzep i Welcro

Imitowanie i inspiracja Naturą fresk przedstawiający staroegipskiego, skrzydlatego boga Khensu i współczesna realizacja marzenia o lataniu liście mimozy biologiczny czujnik pułapki zastawiane przez mięsożerne rośliny

BIONIKA Kleszcze mrówkolwa są narzędziem o sześciu funkcjach; za pomocą wielofunkcyjnych kombinerek również można przytrzymywać, skręcać, odcinać i wbijać. Aby zapobiec zbyt szybkiemu opadaniu, nasiona mleczu wyposażone są w przypominający puch "parasol. Skoczek spadochronowy w tym samym celu używa cieniutkiego sztucznego jedwabiu. Przyssawki gęsto rozmieszczone na ramionach mątwy i mata kąpielowa z przyssawkami.

Materiały biologiczne w zastosowaniach inżynierskich Pajęczyna silne włókna Struktura typu komórkowego Skóra rekina efektywne pływanie Chrząszcza - zbieranie rosy Muszle kompozyt organiczno-nieorganiczny Nano-bruzdy

Struktura plastra miodu Płyta rezonansowa przykład konstrukcji przekładkowej Rdzeń o o strukturze plastra miodu Konstrukcja przekładkowa z rdzeniem o strukturze plastra miodu

Przykłady układu komórkowego w naturze: Struktura plastra miodu c) d)

Inżynieria Biomedyczna BIOMIMETYKA Naśladowanie struktur i procesów występujących w organizmach żywych istota zbita istota gąbczasta

BIOMIMETYKA - Materiały i procesy inspirowane przez organizmy żywe budowa struktur: - laminatowa, złożona na przemian z twardych i miękkich warstw wzorzec dla syntetycznych kompozytów warstwowych 1D - sieci wzajemnie przenikających się włókien wzorzec dla kompozytów włóknistych 2D MIĘSIEŃ (struktura włóknista) 3D

BIOMIMETYKA Naśladowanie struktur i procesów występujących w organizmach żywych Struktury gradientowe (gradient porowatości, modułu Younga, bioaktywności) Struktury inteligentne Procesy narastania hydroksyapatytu

Struktura plastra miodu Przykłady zastosowań układów komórkowych: a) aluminiowa struktura plastra miodu, b) pianka poliuretanowa o otwartych komórkach, c) pianka poliuretanowa o zamkniętych komórkach

Natura Tajemnica stroju pływackiego Speedo FastSkin tkwi w podobieństwie do... skóry rekina. Charakteryzuje się ona minimalnym oporem stawianym wodzie.

Natura

Biomateriały naturalne.. Efekt skóry rekina Efekt łuski rekina: Zmniejszenie turbulencji dzięki wzdłużnym mikro-rowkom

Biomateriały naturalne Efekt skóry rekina Rekiny nie posiadają hydrodynamicznych kształtów, są one jednak niesamowicie szybkie w wodzie. Ta ryba posiada wysoko rozwiniętą skórę, która pozwala na zminimalizowanie oporu i maksymalizowanie skuteczności pływania. Tajemnica skóry rekina tkwi w jej ząbkach z mikro-wżłobieniami. Przypominają one miniaturowe płetwy-łopatki z brzegami w kształcie litery V. Kiedy ciało człowieka porusza się wodzie stwarza zawirowania, których efektem jest opór.,,ząbki' z wżłobieniami pokrywające kombinezon zmniejszają ten niekorzystny rezultat i umożliwiają wodzie opływać człowieka bardziej efektywnie.

Biomateriały naturalne Efekt skóry rekina Zastosowanie: Zmniejszenie oporu na płaskich powierzchniach statków i samolotów. Materiały modelujące skórę rekina redukujący opory wody i powietrza. Skafandry do skrócenia czasu zejścia na duże głębokości. Wysoko wydajny i szybki system rur do dystrybucji wody.

Biomateriały naturalne Montowanie mikrożłobkowej powłoki na kadłuba Airbusa (1% zmniejszenie zużycia paliwa lotniczego)

Biomateriały naturalne Efekt kwiatu lotosu Święty kwiat lotosu jest symbolem czystości w religiach Wschodu

Natura Kolejnym przykładem jest hydrofobowa farba (warstwa). Pomysł jej utworzenia wyszedł od obserwacji liści kwiata lotosu, z którego nawet duże krople wody spływają nie zostawiając śladu.

Natura

Efekt lotosu Kropelki wody toczące się po liściu Lotosu Rozpuszczalny w wodzie klej UHU ścieka z liścia Lotosu Miód spływający z łyżeczki z Efektem Lotosu Kropla zabierająca brud w czasie spływania

Zdjęcia SEM powierzchni liścia lotosu z kroplami wody Efekt lotosu

Efekt lotosu Zbliżenie powierzchni liścia lotosu, która jest przykładem super-hydrofobowej rośliny. Chropowatość powierzchni liścia lotosu jest wynikiem współistnienia mikrowypukłości i nano-włosków pokrytych kryształami wosku o średnicy 1nm.

Efekt lotosu Brak efektu lotosu Z efektem lotosu Kąt kontaktu około 95 0 Kąt kontaktu >110 0 płaska kropla wody prawie okrągła kropla wody Na większości roślin cząsteczki cieczy i brudu gromadzą się na powierzchni, na liściach lotosu woda zabiera brud.

Powierzchnie liścia pokrywają 5 10 mikrometrowe wypustki (wysokość), które są pokryte przez cienką nanostrukturę wosku. Efekt lotosu Kropla wody na liściu azjatyckiej rośliny Colocasia esculenta absorbuje cząsteczki brudu w trakcie toczenia się po jej powierzchni.

Efekt lotosu Powierzchnia liścia lotosu 30 μm Rozwój farb z wykorzystaniem efektu lotosu (Lotus-Effect ) Samo oczyszczanie Produkt Bioniczny

Przyszłość Replika oka pszczoły - na powierzchni wielkości łebka od szpilki umieszczono 8,5 tys. sześciokątnych soczewek. Zbudowana minikamera ma ogromne pole widzenia. Latające miniroboty o rozmiarach insekta będą patrolować zaułki najbardziej narażonych na terrorystyczne zamachy miast. Komórki barwnikowe rozmieszczone pod skórą mątw tworzą lustrzane odbicie koloru dominującego w otoczeniu. Na tej podstawie opracowano żel, którym będzie można smarować sprzęt wojskowy wymagający kamuflażu. Wytrzymalsza od stali pajęcza sieć, niemal dokładnie odwzorowana przez kanadyjską firmę Nexia, posłuży do produkcji nowoczesnych kamizelek kuloodpornych. Prognozuje się, że w umieszczeniu stacji na Marsie czy Księżycu wiedzą mogą służyć umiejętności budowlane termitów. W ostatnich latach wykorzystali "zachowanie" sosnowej szyszki reagującej na wzrost temperatury otoczenia rozchylaniem łusek, a na spadek - ich zamykaniem. Wkrótce inspirowana szyszkami odzież pojawi się w sklepach. Badacze z Cornell University wymyślili samolot, który będzie lądował jak przysiadający na ziemi ptak. Pilot będzie mógł "posadzić" maszynę w dowolnym miejscu, np. na skale lub dachu wieżowca, wyłączyć silniki i zlustrować okolicę. Są już prototypy sztucznych pająków spacerujących po wodzie, jaszczurek wspinających się po ścianach oraz krabów, które NASA zamierza wysłać na Marsa

Podsumowanie Na szersze zastosowania w energetyce i ekologii potrzeba wyobraźni nanotechnologie mogą wzbogacać działalność człowieka, ale potrzebna jest także świadomość, że są one w naszym zasięgu. Na poziomie żywej komórki funkcjonują biologiczne nanomaszyny, umożliwiające proces jej samoodtwarzania. Rozwój współczesnej miniaturyzacji w elektronice uzasadnia tezę o możliwości zbudowania sztucznych, autoreprodukujących się nanoukładów. Jednej rzeczy nauczyłem się w moim długim życiu: że cała nasza nauka w konfrontacji z rzeczywistością wydaje się prymitywna i dziecinna. Albert Einstein

Biomimetyka Bibliografia: Benyus J.: Innovation inspired by nature. Biomimicry, Perennial, New York, 2002 Gislason H.: Design with Nature as Role Model Ayre M.: Biomimicry A Review, 2004, ESTEC Wprost nr 1155 (23 stycznia 2005), 1254 (24 grudnia 2006) Inne Internet: http://ndeaa.jpl.nasa.gov/nasa-nde/biomimetics/bm-hub.htm http://www.biomimetics.org http://evolutionoftruth.com/msc/beenther.htm http://www.unisa.edu.au/news/2006/120506a.asp inne