Biomīmikrija

Biomīmikrija ir zinātņu nozare, kas pēta dabas realizētos procesus un struktūras un imitē tās, lai rastu ilgtspējīgus risinājumus cilvēku problēmām. Biomīmikrijai ir daudz kopīga ar citām biozinātnēm, kuras smeļas iedvesmu dabā, piemēram, bioniku, biomimētiku, bioinženieriju.

Termini biomīmikrija un biomimētika radušies no grieķu valodas vārdiem bios (dzīve) un mimesis (imitēt).

Termins biomīmikrija parādījās 1982. gadā. Biomīmikriju popularizēja zinātniece un autore Dženīna Benjasa savā 1997. gadā izdotajā grāmatā Biomīmikrija: dabas iedvesmotas inovācijas. Grāmatā biomīmikrija definēta kā jauna zinātne, kas pēta dabas modeļus, lai tos imitētu un atrisinātu cilvēku problēmas.

Nano-biomīmikrija

Par nano-biomīmikriju sauc nano un makro mēroga struktūru un procesu bioloģisko imitāciju. Daba sniedz lielu nano izmēra materiālu izvēli, kas noder par potenciālām veidnēm jaunu materiālu, kā baktēriju, vīrusu, diatomu un biomolekulu veidošanai. Pateicoties nano-biomīmikrijas pētījumiem, tādas nanoierīču galvenās sastāvdaļas kā nanocaurules, nanovadi un kvantu punkti tiek ražoti ar vienkāršākiem paņēmieniem, salīdzinot ar daudz ierastāko litogrāfijas tehniku.

Biomīmikrijas pielietošana

Biomīmikrija arhitektūrā

Pašreiz visur pasaulē sastopamas celtnes, kuru autori iedvesmojušies no dabas. Piemēram, Eastgate celtnei (ofisu komplekss Hararē, Zimbabvē) ir gaisa kondicionēšanas sistēma, kas modelēta, balstoties uz Macrotermes michaelseni termītu pūžņiem, kuri pašatdzesējas un spēj uzturēt temperatūru ligzdas iekšpusē viena grāda amplitūdā dienu un nakti, kamēr temperatūra ārpusē svārstās no 3 °C līdz 42 °C.

Zinātnes un mākslas muzejā Singapūrā pielietota Lotosa formas tehnoloģija. Tāda forma vismaz daļēji nodrošina ēku ar ūdeni un apgaismojumu. Milzīgās desmit ziedlapas apkopo lietus ūdeni, no kura veidojas 35 metru cilindrisks ūdenskritums, apgādā ar ūdeni baseinu, ēkas tualetes. Pēc tam ūdens pārstrādājas Green Mark programmas ietvaros. Turklāt stikla šķiedras ziedlapas konstruētas tādā veidā, ka izstāžu zāle tiek apgaismota ar dabīgo gaismu.

Biomīmikrija transportlīdzekļos

Autoražotājs «Mercedez Benz» izstrādājis konceptauto dizainu, kas ļautu samazināt degvielas patēriņu, kā arī kaitīgo izmešu daudzumu. Izstrādātāji iedvesmojošies no koferzivs, jo, par spīti kastei līdzīgajai ķermeņa formai, tā ir teicamas aerodinamikas paraugs. Koferzivs spēj pārvietoties sešu sava ķermeņa garumu attālumā sekundes laikā.

West Japan Railway Company Shinkansen Bullet ātrvilciena inženieris, veidojot vilciena priekšgalu, iedvesmojās no zivju dzenīša knābja formas. Tas palīdzēja ne tikai padarīt vilcienu klusāku, bet arī ietaupīt 15% elektrības. Vilciens ir arī par 10% ātrāks.

Biomīmikrija celtniecībā

Mičiganas Universitātē izstrādāja betonu, kurš pats spēj atjaunoties bojājumu vietās. Izgudrojumam iedvesmoja spēja cilvēka ādai atjaunoties, kad asinis piegādā traumētajai vietai visu nepieciešamo. Jaunajā betonā tiek iestrādātas mikrošķiedras, kas neļauj rasties lielām plaisām. Ja plaisas tomēr veidojas, tad šķiedras uzsūc mitrumu un aizaudzē plaisu, bet kalcijs, kas ir betona sastāvā, reaģē ar ogļskābo gāzi no atmosfēras un padara betonu izturīgāku. Izstrādātāji paredz, ka lielu interesi par šo betonu var izrādīt augstceltņu būvētāji seismiski aktīvajos rajonos, lidlauku būvē un automaģistrāļu ātrumposmos.

Vācijas kompānija Arnold Glass kopā ar Maksa Planka ornitoloģijas institūtu 2006. gadā izstrādāja stiklu, kurā iestrādāts cilvēka acij neredzams zīmējuma ornaments. Putni šo ultravioleto gaismu atstarojošo tīklojumu redz un aplido ēku. Tagad šos stiklus izmanto visā pasaulē. Piemēram, Vācijā putnu bojāeja no ietriekšanās ēku logos ir samazinājusies par 76%.