ការច្នៃប្រឌិតដែលបំផុសគំនិតដោយធម្មជាតិ

វិទ្យាសាស្រ្តនៃ biomimetics ឥឡូវនេះស្ថិតនៅក្នុងដំណាក់កាលដំបូងនៃការអភិវឌ្ឍន៍។ ជីវមាត្រ គឺជាការស្វែងរក និងខ្ចីគំនិតផ្សេងៗពីធម្មជាតិ និងការប្រើប្រាស់របស់ពួកគេ ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាប្រឈមរបស់មនុស្សជាតិ។ ភាពដើម ភាពមិនធម្មតា ភាពត្រឹមត្រូវឥតខ្ចោះ និងសេដ្ឋកិច្ចនៃធនធាន ដែលធម្មជាតិអាចដោះស្រាយបញ្ហារបស់វាបាន ជាធម្មតាមិនអាចរីករាយ និងបង្កឱ្យមានបំណងប្រាថ្នាដើម្បីចម្លងដំណើរការ សារធាតុ និងរចនាសម្ព័ន្ធដ៏អស្ចារ្យទាំងនេះក្នុងកម្រិតមួយចំនួន។ ពាក្យ biomimetics ត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងឆ្នាំ 1958 ដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជនជាតិអាមេរិក Jack E. Steele ។ ហើយពាក្យ "bionics" បានចូលប្រើជាទូទៅក្នុងទសវត្សរ៍ទី 70 នៃសតវត្សទីចុងក្រោយ នៅពេលដែលរឿងភាគ "The six Million Dollar Man" និង "The Biotic Woman" បានបង្ហាញខ្លួននៅលើកញ្ចក់ទូរទស្សន៍។ លោក Tim McGee ព្រមានថា ជីវមាត្រមិនគួរច្រឡំដោយផ្ទាល់ជាមួយការធ្វើគំរូដោយបំផុសគំនិតដោយជីវៈទេ ពីព្រោះមិនដូចជីវមាត្រទេ គំរូដែលបំផុសគំនិតដោយជីវមាត្រមិនសង្កត់ធ្ងន់លើការប្រើប្រាស់ធនធានប្រកបដោយសន្សំសំចៃ។ ខាងក្រោមនេះគឺជាឧទាហរណ៍នៃសមិទ្ធិផលនៃ biomimetics ដែលភាពខុសគ្នាទាំងនេះត្រូវបានប្រកាសច្បាស់បំផុត។ នៅពេលបង្កើតវត្ថុធាតុគីមីជីវៈវត្ថុធាតុ polymeric គោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការនៃសែល holothurian (ត្រសក់សមុទ្រ) ត្រូវបានគេប្រើ។ ត្រសក់សមុទ្រមានលក្ខណៈពិសេសមួយ - ពួកគេអាចផ្លាស់ប្តូរភាពរឹងនៃ collagen ដែលបង្កើតជាគម្របខាងក្រៅនៃរាងកាយរបស់ពួកគេ។ នៅពេលដែលត្រសក់សមុទ្រដឹងពីគ្រោះថ្នាក់ វាបានបង្កើនភាពរឹងនៃស្បែករបស់វាម្តងហើយម្តងទៀត ដូចជាប្រសិនបើសំបកត្រូវរហែក។ ផ្ទុយទៅវិញ ប្រសិនបើគាត់ត្រូវច្របាច់ចូលទៅក្នុងគម្លាតតូចចង្អៀត គាត់អាចចុះខ្សោយយ៉ាងខ្លាំងរវាងធាតុនៃស្បែករបស់គាត់ ដែលវាប្រែទៅជាចាហួយរាវ។ ក្រុមអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមកពី Case Western Reserve បានបង្កើតសម្ភារៈមួយដោយផ្អែកលើសរសៃសែលុយឡូសដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិស្រដៀងគ្នា៖ នៅពេលមានទឹក សម្ភារៈនេះក្លាយជាប្លាស្ទិក ហើយនៅពេលដែលវាហួត វារឹងម្តងទៀត។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជឿថាសម្ភារៈបែបនេះគឺសមស្របបំផុតសម្រាប់ការផលិតអេឡិចត្រូត intracerebral ដែលត្រូវបានប្រើជាពិសេសនៅក្នុងជំងឺផាកឃីនសុន។ នៅពេលបញ្ចូលទៅក្នុងខួរក្បាល អេឡិចត្រូតដែលធ្វើពីវត្ថុធាតុបែបនេះនឹងក្លាយទៅជាផ្លាស្ទិច ហើយនឹងមិនធ្វើឱ្យខូចជាលិកាខួរក្បាលឡើយ។ ក្រុមហ៊ុនវេចខ្ចប់របស់សហរដ្ឋអាមេរិក Ecovative Design បានបង្កើតក្រុមនៃសម្ភារៈដែលអាចកកើតឡើងវិញបាន និងអាចបំបែកបានដែលអាចប្រើសម្រាប់អ៊ីសូឡង់កម្ដៅ ការវេចខ្ចប់ គ្រឿងសង្ហារឹម និងស្រោមកុំព្យូទ័រ។ McGee ថែមទាំងមានប្រដាប់ប្រដាក្មេងលេងដែលធ្វើពីសម្ភារៈនេះរួចហើយ។ សម្រាប់ការផលិតសម្ភារៈទាំងនេះ អង្កាម ស្រូវសាលី និងកប្បាសត្រូវបានប្រើប្រាស់ ដែលផ្សិត Pleurotus ostreatus (ផ្សិតអយស្ទ័រ) ត្រូវបានដាំដុះ។ ល្បាយដែលមានកោសិកាផ្សិតអយស្ទ័រ និងអ៊ីដ្រូសែន peroxide ត្រូវបានដាក់ក្នុងផ្សិតពិសេស ហើយរក្សាទុកក្នុងទីងងឹតដើម្បីឱ្យផលិតផលរឹងក្រោមឥទ្ធិពលនៃផ្សិត mycelium ។ បន្ទាប់មកផលិតផលត្រូវស្ងួតហួតហែងដើម្បីបញ្ឈប់ការលូតលាស់របស់ផ្សិត និងការពារអាលែកហ្ស៊ីកំឡុងពេលប្រើប្រាស់ផលិតផល។ Angela Belcher និងក្រុមរបស់នាងបានបង្កើតថ្ម novub ដែលប្រើមេរោគ M13 bacteriophage ដែលបានកែប្រែ។ វា​អាច​ភ្ជាប់​ខ្លួន​វា​ទៅ​នឹង​វត្ថុធាតុ​អសរីរាង្គ ដូចជា​មាស និង​អុកស៊ីដ cobalt ។ ជាលទ្ធផលនៃការជួបប្រជុំគ្នាដោយមេរោគដោយខ្លួនឯង ខ្សែណាណូវែងអាចទទួលបាន។ ក្រុមរបស់ Bletcher អាចប្រមូលផ្តុំ nanowires ទាំងនេះជាច្រើន ដែលជាលទ្ធផលជាមូលដ្ឋាននៃថ្មដែលមានថាមពលខ្លាំង និងបង្រួមខ្លាំងបំផុត។ នៅក្នុងឆ្នាំ 2009 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានបង្ហាញពីលទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់មេរោគដែលបានកែប្រែហ្សែនដើម្បីបង្កើត anode និង cathode នៃថ្ម lithium-ion។ អូស្ត្រាលីបានបង្កើតប្រព័ន្ធប្រព្រឹត្តិកម្មទឹកសំណល់ Biolytix ចុងក្រោយបង្អស់។ ប្រព័ន្ធចម្រោះនេះអាចប្រែក្លាយទឹកសំអុយ និងកាកសំណល់អាហារទៅជាទឹកដែលមានគុណភាព ដែលអាចប្រើប្រាស់សម្រាប់ប្រព័ន្ធធារាសាស្រ្តបានយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធ Biolytix ដង្កូវ និងសារពាង្គកាយដីធ្វើកិច្ចការទាំងអស់។ ការប្រើប្រាស់ប្រព័ន្ធ Biolytix កាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពលជិត 90% និងដំណើរការយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពជាងប្រព័ន្ធសម្អាតធម្មតាជិត 10 ដង។ ស្ថាបត្យករវ័យក្មេងជនជាតិអូស្ត្រាលី Thomas Herzig ជឿជាក់ថាមានឱកាសដ៏ធំសម្រាប់ស្ថាបត្យកម្មអតិផរណា។ តាមគំនិតរបស់គាត់ រចនាសម្ព័ន្ធអតិផរណាមានប្រសិទ្ធភាពជាងសំណង់បុរាណ ដោយសារភាពស្រាល និងការប្រើប្រាស់សម្ភារៈតិចតួចបំផុត។ ហេតុផលគឺស្ថិតនៅក្នុងការពិតដែលថាកម្លាំង tensile ធ្វើសកម្មភាពតែលើភ្នាសដែលអាចបត់បែនបានខណៈពេលដែលកម្លាំងបង្ហាប់ត្រូវបានប្រឆាំងដោយឧបករណ៍ផ្ទុកយឺតមួយផ្សេងទៀត - ខ្យល់ដែលមានវត្តមាននៅគ្រប់ទីកន្លែងនិងឥតគិតថ្លៃទាំងស្រុង។ អរគុណចំពោះឥទ្ធិពលនេះ ធម្មជាតិបានប្រើប្រាស់រចនាសម្ព័ន្ធស្រដៀងគ្នារាប់លានឆ្នាំមកហើយ៖ រាល់សត្វមានជីវិតមានកោសិកា។ គំនិតនៃការផ្គុំរចនាសម្ព័ន្ធស្ថាបត្យកម្មពីម៉ូឌុល pneumocell ដែលធ្វើពី PVC គឺផ្អែកលើគោលការណ៍នៃការកសាងរចនាសម្ព័ន្ធកោសិកាជីវសាស្រ្ត។ កោសិកាដែលមានប៉ាតង់ដោយ Thomas Herzog គឺមានតម្លៃទាបបំផុត ហើយអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកបង្កើតចំនួនបន្សំស្ទើរតែគ្មានដែនកំណត់។ ក្នុងករណីនេះ ការខូចខាតដល់កោសិកា pneumocells មួយ ឬសូម្បីតែជាច្រើននឹងមិនប៉ះពាល់ដល់ការបំផ្លិចបំផ្លាញនៃរចនាសម្ព័ន្ធទាំងមូលនោះទេ។ គោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការដែលប្រើប្រាស់ដោយសាជីវកម្ម Calera ភាគច្រើនធ្វើត្រាប់តាមការបង្កើតស៊ីម៉ងត៍ធម្មជាតិ ដែលផ្កាថ្មប្រើក្នុងអំឡុងពេលជីវិតរបស់ពួកគេ ដើម្បីទាញយកកាល់ស្យូម និងម៉ាញ៉េស្យូមពីទឹកសមុទ្រ ដើម្បីសំយោគកាបូននៅសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធធម្មតា។ ហើយនៅក្នុងការបង្កើតស៊ីម៉ងត៍ Calera កាបូនឌីអុកស៊ីតត្រូវបានបំប្លែងជាអាស៊ីតកាបូនដំបូងដែលកាបូនត្រូវបានទទួល។ McGee និយាយថា ជាមួយនឹងវិធីសាស្រ្តនេះ ដើម្បីផលិតស៊ីម៉ងត៍មួយតោន ចាំបាច់ត្រូវជួសជុលបរិមាណកាបូនឌីអុកស៊ីតដូចគ្នា។ ការផលិតស៊ីម៉ងត៍តាមរបៀបប្រពៃណីនាំឱ្យមានការបំពុលកាបូនឌីអុកស៊ីត ប៉ុន្តែបច្ចេកវិទ្យាបដិវត្តន៍នេះ ផ្ទុយទៅវិញ យកកាបូនឌីអុកស៊ីតចេញពីបរិស្ថាន។ ក្រុមហ៊ុនអាមេរិក Novomer ដែលបង្កើតសម្ភារៈសំយោគថ្មីដែលមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថាន បានបង្កើតបច្ចេកវិទ្យាសម្រាប់ផលិតប្លាស្ទិក ដែលកាបូនឌីអុកស៊ីត និងកាបូនម៉ូណូអុកស៊ីតត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាវត្ថុធាតុដើមសំខាន់។ McGee សង្កត់ធ្ងន់លើតម្លៃនៃបច្ចេកវិទ្យានេះ ដោយសារការបញ្ចេញឧស្ម័នផ្ទះកញ្ចក់ និងឧស្ម័នពុលផ្សេងៗទៀតទៅក្នុងបរិយាកាស គឺជាបញ្ហាចម្បងមួយនៃពិភពលោកសម័យទំនើប។ នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាប្លាស្ទីករបស់ Novomer សារធាតុប៉ូលីម៊ែរ និងផ្លាស្ទិចថ្មីអាចផ្ទុកកាបូនឌីអុកស៊ីត និងកាបូនម៉ូណូអុកស៊ីតរហូតដល់ 50% ហើយការផលិតវត្ថុធាតុទាំងនេះត្រូវការថាមពលតិចជាងយ៉ាងខ្លាំង។ ការផលិតបែបនេះនឹងជួយចងបរិមាណឧស្ម័នផ្ទះកញ្ចក់យ៉ាងច្រើន ហើយវត្ថុធាតុទាំងនេះខ្លួនឯងអាចបំប្លែងសារជាតិគីមីបាន។ ដរាបណាសត្វល្អិតប៉ះស្លឹកអន្ទាក់របស់រុក្ខជាតិរុយ Venus ដែលស៊ីសាច់ រូបរាងស្លឹកចាប់ផ្តើមផ្លាស់ប្តូរភ្លាមៗ ហើយសត្វល្អិតក៏រកឃើញខ្លួនឯងនៅក្នុងអន្ទាក់មរណៈ។ លោក Alfred Crosby និងសហការីរបស់គាត់មកពីសាកលវិទ្យាល័យ Amherst (រដ្ឋ Massachusetts) បានបង្កើតវត្ថុធាតុ polymer ដែលអាចមានប្រតិកម្មស្រដៀងគ្នាទៅនឹងការប្រែប្រួលសម្ពាធ សីតុណ្ហភាព ឬក្រោមឥទ្ធិពលនៃចរន្តអគ្គិសនី។ ផ្ទៃនៃសម្ភារៈនេះត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយមីក្រូទស្សន៍ កញ្ចក់ដែលពោរពេញដោយខ្យល់ ដែលអាចផ្លាស់ប្តូរកោងរបស់វាបានយ៉ាងលឿន (ក្លាយទៅជាប៉ោង ឬប៉ោង) ជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរសម្ពាធ សីតុណ្ហភាព ឬស្ថិតនៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃចរន្ត។ ទំហំនៃមីក្រូឡេនទាំងនេះប្រែប្រួលពី 50 µm ទៅ 500 µm ។ កញ្ចក់កាន់តែតូចជាងមុន និងចម្ងាយរវាងពួកវាកាន់តែលឿន សម្ភារៈមានប្រតិកម្មទៅនឹងការផ្លាស់ប្តូរខាងក្រៅកាន់តែលឿន។ McGee និយាយថា អ្វីដែលធ្វើឱ្យសម្ភារៈនេះពិសេសនោះគឺថាវាត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅចំនុចប្រសព្វនៃមីក្រូ និងបច្ចេកវិទ្យាណាណូ។ Mussels ដូចជា mollusks bivalve ផ្សេងទៀតជាច្រើនអាចភ្ជាប់យ៉ាងរឹងមាំទៅនឹងផ្ទៃផ្សេងៗដោយមានជំនួយពីសរសៃប្រូតេអ៊ីនពិសេសដែលមានមុខងារធ្ងន់ - ដែលហៅថា byssus ។ ស្រទាប់ការពារខាងក្រៅនៃក្រពេញ byssal គឺជាសម្ភារៈដែលអាចបត់បែនបាន ប្រើប្រាស់បានយូរបំផុត និងក្នុងពេលតែមួយ សម្ភារៈយឺតមិនគួរឱ្យជឿ។ សាស្រ្តាចារ្យនៃគីមីវិទ្យាសរីរាង្គ លោក Herbert Waite នៃសាកលវិទ្យាល័យកាលីហ្វ័រញ៉ា បានស្រាវជ្រាវអំពីសត្វស្លែអស់រយៈពេលជាយូរណាស់មកហើយ ហើយគាត់បានបង្កើតឡើងវិញនូវសម្ភារៈដែលរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វាស្រដៀងទៅនឹងសម្ភារៈដែលផលិតដោយ mussels ។ McGee និយាយថា លោក Herbert Waite បានបើកការស្រាវជ្រាវថ្មីទាំងស្រុង ហើយការងាររបស់គាត់បានជួយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមួយក្រុមទៀតបង្កើតបច្ចេកវិទ្យា PureBond សម្រាប់ព្យាបាលផ្ទៃបន្ទះឈើដោយមិនប្រើសារធាតុ formaldehyde និងសារធាតុពុលខ្លាំងផ្សេងទៀត។ ស្បែកត្រីឆ្លាមមានលក្ខណៈសម្បត្តិតែមួយគត់ទាំងស្រុង - បាក់តេរីមិនកើនឡើងនៅលើវាទេ ហើយក្នុងពេលតែមួយវាមិនត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយទឹករំអិលបាក់តេរីណាមួយឡើយ។ ម្យ៉ាង​វិញ​ទៀត ស្បែក​មិន​សម្លាប់​បាក់តេរី​ទេ វា​មិន​មាន​នៅ​លើ​វា​ទេ។ អាថ៌កំបាំងស្ថិតនៅក្នុងលំនាំពិសេសមួយដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយជញ្ជីងតូចបំផុតនៃស្បែកត្រីឆ្លាម។ ការភ្ជាប់គ្នាទៅវិញទៅមក ជញ្ជីងទាំងនេះបង្កើតបានជាគំរូរាងពេជ្រពិសេស។ គំរូនេះត្រូវបានផលិតឡើងវិញនៅលើខ្សែភាពយន្តការពារបាក់តេរី Sharklet ។ McGee ជឿជាក់ថាការអនុវត្តបច្ចេកវិទ្យានេះគឺពិតជាគ្មានដែនកំណត់។ ជាការពិតណាស់ ការប្រើប្រាស់វាយនភាពបែបនេះ ដែលមិនអនុញ្ញាតឱ្យបាក់តេរីកើនឡើងលើផ្ទៃវត្ថុក្នុងមន្ទីរពេទ្យ និងកន្លែងសាធារណៈ អាចកម្ចាត់បាក់តេរីបាន 80%។ ក្នុងករណីនេះ បាក់តេរីមិនត្រូវបានបំផ្លាញទេ ដូច្នេះហើយ ពួកគេមិនអាចទទួលបានភាពធន់ដូចទៅនឹងថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិចនោះទេ។ Sharklet Technology គឺជាបច្ចេកវិទ្យាដំបូងគេរបស់ពិភពលោកក្នុងការទប់ស្កាត់ការលូតលាស់របស់បាក់តេរីដោយមិនប្រើប្រាស់សារធាតុពុល។ នេះបើយោងតាមគេហទំព័រ bigpikture.ru