Самоочищувальні чудеса природи
Як нещодавно з'ясували вчені, метелики використовують два природні «трюки», щоб підтримувати свої крила в чистоті: «ефект акулячої шкіри» та «ефект лотоса».1
На лусці акули є мікроскопічні борозенки, які зменшують опір води, коли акула розсікає воду, а також не дають рачкам та іншим небажаним попутникам причепитись. Ця особливість є предметом заздрощів для інженерів, які намагаються впоратися з «біозабрудненням», що завдає шкоди судноплавству та іншим галузям морської промисловості.
Виявляється, що крихітні, схожі на черепицю лусочки на крилі метелика також покриті впорядковано розташованими мікробороздками і нерівностями, що неможливо побачити неозброєним оком. Ця особливість зменшує опір повітря під час польоту та не дає дощовій воді утримуватись на поверхні крила, тим самим запобігаючи накопиченню бруду та частинок.
Також цьому сприяють властивості крила метелика, як у листка лотоса, що володіє низькою адгезією і супергідрофобністю (тобто водовідштовхувальними властивостями). Лотос має маленькі горбики, що утримують повітря під краплею води. Горбики відштовхують воду і не дають їй зіткнутися з листком.3 Таким чином, краплі води «легко скочуються», за словами доктора Бхарат Бхушан з Університету штату Огайо, одного з дослідників, які зробили це відкриття про поєднання особливостей акул шкіри та листя лотоса в крилах метеликів (а також у листі рису).1
Вчений та його колеги сподіваються побачити застосування запозичених у природи фантастичних властивостей кращих самоочищувальних механізмів у нових технологіях, але для цього будуть потрібні додаткові дослідження та розробка (R&D).3
«Ми вивчаємо методи створення плівок, схожих на листки рису і крила метелика для застосування там, де потрібні низький опір, самоочищення та протиобростання», – каже Бхушан.1
А сфери застосування таких матеріалів варіюються від засобів, що перешкоджають обростанню у воді, до зниження накопичення мікробів у медичних трубках, що зменшить ризик інфікування пацієнтів.
Звичайно, це не вперше, коли дизайн у природі надихнув інженерів на нові технологічні рішення. Як зазначив Бхушан:
«Жива природа сповнена інженерних чудес, від мікро- до макрорівнів, які надихали людство протягом століть».1
Справді, це так. Ефект акулячої шкіри, наприклад, надихнув на створення «купальних костюмів акулячої шкіри» з низьким опором, які в 2009 році були заборонені на Олімпійських іграх, оскільки спортсмени у цих костюмах побили всі рекорди.4, 5 Але повідомляючи про це останнє відкриття, LiveScience незаслужено приписує авторство відкритих чудес інженерної думки самій природі:
«Маючи за своїми плечима 3,5 млрд років досліджень та розробок, мати-природа може вважатися найдосвідченішим інженером-біологом у світі. Іноді її методи можуть здатися випадковими і безсистемними, але її послужний список створення організмів, які добре пристосовані до виконання завдань, що вимагаються, просто дивовижний».1
Але 3,5 мільярда років часу і спірні дослідження — це лише фантазії. Ніхто ніколи не спостерігав, як природні «безсистемні, випадкові методи» (мутації та природний добір, згідно з еволюційними підручниками) створюють вишукані дива інженерної думки, які настільки поширені у природі. Якби «природа» могла хоч колись організувати такі грубі інформаційно-ненасичені інструменти в інформаційно-насичений та вишуканий дизайн, це справді було б «просто диво»! (Фактично, це було б надприродно – але вони відкидають подібні терміни!)
Швидше усі чудеса інженерії свідчать про Чудового Інженера. Біблія каже нам, хто Він, і коли Він це зробив – близько 6 тисяч (а не мільярдів) років тому.
-
Thompson, V., Engineers follow Mother Nature’s lead on keeping clean, livescience.com, 18 січня 2013 р.
-
Barthlott, W., Neinhuis, C., Purity of the sacred lotus, or escape from contamination in biological surfaces, Planta 202(1):1–8, 1997; Ruokamo, J., Caution—slippery surface, creation.com/slippery, 13 жовтня 2016 р.
-
Bixler, G. and Bharat Bhushan, Bioinspired rice leaf and butterfly wing surface structures combining shark skin and lotus effects, Soft Matter, 11 вересня 2012 г. | doi:10.1039/c2sm26655e.
-
Adams, D., The best of biomimicry: Here’s 7 brilliant examples of nature-inspired design, digitaltrends.com, 28 січня 2017 р.
-
Sixty-six Olympic swimming records were broken at the 2008 Olympics, and 70 world swimming records throughout that whole year. West, M., By the skin of their suits, plus.maths.org, 4 квітня 2012 р.
-
Див. Time—no friend of evolution, Creation 34(3):30–31, 2012; creation.com/time