Όταν η φύση εμπνέει τους επιστήμονες

 S P I D E R

Βιομίμηση. Όταν δηλαδή η φύση εμπνέει τους ανθρώπους για να λύσουν τα προβλήματά τους. Με το πέρασμα του χρόνου, η εξέλιξη έχει οδηγήσει πολλά είδη στην ανάπτυξη απίστευτων ικανοτήτων και μηχανισμών – και 

φυσικά οι επιστήμονες δεν θα μπορούσαν να το αφήσουν αυτό ανεκμετάλλευτο. 

Το δέρμα του καρχαρία

Το δέρμα του καρχαρία, αυτού του αθόρυβου αρπακτικού, απαρτίζεται από λέπια που μοιάζουν με μικροσκοπικά δόντια και που αποτελούνται από την ανθεκτική ουσία που ονομάζεται οδοντίνη. Αυτά προκαλούν μικροσκοπικούς στροβίλους, με αποτέλεσμα να μειώνεται η αντίσταση του νερού όταν κολυμπά ο καρχαρίας. Επίσης, το δέρμα του καρχαρία αποτρέπει τη βιολογική εναπόθεση, δηλαδή την αγκίστρωση διαφόρων παρασίτων πάνω στο ζώο. Αξίζει να σημειωθεί πως για να αποτρέψει τη βιολογική εναπόθεση, το Αμερικανικό Ναυτικό δαπανά τουλάχιστον 50 εκ. δολάρια ετησίως. Πρόσφατα, Γερμανοί ερευνητές ανέπτυξαν ένα συνθετικό δέρμα καρχαρία από ελαστική σιλικόνη, το οποίο μειώνει τη βιολογική εναπόθεση κατά 67%. 

Σκουλήκια που αγκιστρώνονται στη σάρκα

Μια νέα τεχνική για την επικόλληση δερματικού μοσχεύματος προέρχεται από ένα… παρασιτικό σκουλήκι. Το σκουλήκι με το αγκαθωτό κεφάλι (Pomphorhynchus Iaevis) τρυπά τα εντόσθια των ξενιστών του με ένα αγκάθι που μοιάζει με ξυράφι και στη συνέχεια εισβάλλει στον ιστό, ενώ διογκώνει το κακτοειδές κεφάλι του.

Με έναν παρόμοιο τρόπο, το νέο μόσχευμα δέρματος αποτελείται από μικροσκοπικές βελόνες, των οποίων οι άκρες φουσκώνουν όταν έρχονται σε επαφή με το νερό, κρατώντας έτσι το μόσχευμα στη θέση του. 

Η εφεύρεση του βέλκρο (αυτόδετη ταινία)

Το βέλκρο είναι πανταχού παρόν στις μέρες μας, από τις αστροναυτικές στολές έως τα παιδικά παπούτσια. Ο Ελβετός μηχανικός George de Mestral εμπνεύστηκε από τις κολλιτσίδες που μπλέκονται στο τρίχωμα των σκύλων. Το 1941, ο de Mestral εξέτασε τις κολλιτσίδες με ένα μικροσκόπιο και πρόσεξε πως είχαν εκατοντάδες μικροσκοπικούς γάντζους πάνω τους, οι οποίοι μπορούσαν να αγκιστρώνονται στο τρίχωμα των ζώων και στα ρούχα. Ανέπτυξε λοιπόν ένα υλικό βασισμένο σε αυτά και το ονόμασε «βέλκρο» (Velcro) από τις γαλλικές λέξεις «Velours», που σημαίνει βελούδο, και «crochet» που σημαίνει γάντζος. 

Η στιλπνότητα των φτερών της πεταλούδας

Οι ερευνητές που αναπτύσσουν τις χρωματικές απεικονίσεις των e-readers εμπνέονται από μια πρωτότυπη πηγή: τα φτερά της πεταλούδας. Η εταιρεία Qualcomm MEMS Technologies ανέπτυξε τον πρώτο έγχρωμο e-reader βασιζόμενη στον τρόπο με τον οποίο τα φτερά της πεταλούδας λάμπουν στο φως του ήλιου. Η απεικόνιση αυτή, που ονομάζεται Mirasol, αντανακλά το φως, αντί να μεταφέρει φως πίσω από την οθόνη όπως κάνουν οι οθόνες LCD. Ο νέος τύπος οθόνης έχει επίσης μεγαλύτερη διάρκεια μπαταριών.

Διψασμένα σκαθάρια

Το μικροσκοπικό σκαθάρι της ερήμου Ναμίμπ έχει έναν έξυπνο τρόπο επιβίωσης στο ξερό του περιβάλλον: μαζεύει το νερό στα αυλάκια της πλάτης του, συμπυκνώνοντας την ομίχλη σε σταγονίδια. Ερευνητές από το ΜΙΤ ανέπτυξαν ένα νέο υλικό από γυαλί και πλαστικό που μιμείται την πλάτη του σκαθαριού. Το υλικό αυτό μπορεί να συγκεντρώσει νερό ή άλλα υγρά και να αποτελέσει πρώτη ύλη για συσκευές ψύξης, λένε οι επιστήμονες, ενώ αξιωματικοί των ΗΠΑ πιστεύουν πως το υλικό αυτό μπορεί να χρησιμεύσει στον καθαρισμό τοξικών μολύνσεων. 

Η λαβή του γκέκο 

Τα γκέκο μπορούν να περπατήσουν σε τοίχους και ταβάνια, επειδή οι πατούσες τους περιέχουν πυκνές συστάδες με χιλιάδες μικροσκοπικά τριχίδια. Σήμερα, στο στάδιο της ανάπτυξης βρίσκεται μια νέα συγκολλητική ουσία, η οποία μιμείται τον τρόπο με τον οποίο τα γκέκο προσκολλώνται και αποκολλώνται από μια επιφάνεια. Η ουσία αυτή είναι φτιαγμένη από εκατομμύρια πλαστικά τριχίδια και ισχυροποιείται από τη συχνή χρήση. Ίσως στο μέλλον εφαρμοστεί σε αναρριχητικούς εξοπλισμούς και ιατρικές συσκευές.

Δυνατό σαν τον ιστό της αράχνης

Ακόμα και όταν δε μιλάμε για τον Σπάιντερμαν, ο ιστός της αράχνης είναι επιβεβαιωμένα ένα από τα ισχυρότερα υλικά στη φύση –ισχυρότερο από το ατσάλι, λαμβάνοντας υπ’ όψιν την αναλογία βάρους. Ο ιστός είναι και ευλύγιστος και ελαφρύς. Πρέπει να είναι κολλώδης σε κάποια σημεία ώστε να παγιδεύσει τα θηράματα και να μην είναι κολλώδης σε κάποια άλλα έτσι ώστε η αράχνη να μπορεί να τον διατρέχει.

Επιστήμονες δημιούργησαν ένα φαρμακευτικό προϊόν που μιμείται την ιδιότητα αυτή: μια ελαστική ταινία που μπορεί να αποκολληθεί από την πληγή χωρίς να τραυματίσει το δέρμα από κάτω της. Αυτό το κολλώδες υλικό θα αποδειχθεί χρήσιμο, ειδικά για ευαίσθητα δέρματα, όπως των μωρών ή των ηλικιωμένων. Για να δημιουργήσουν την (εμπνευσμένη απ’ τον ιστό) ταινία, οι ερευνητές επικόλλησαν μια λεπτή μεμβράνη σιλικόνης στο βασικό υλικό και, χρησιμοποιώντας λέιζερ, χάραξαν ένα πλέγμα πάνω στη σιλικόνη. Το πλέγμα αυτό κάνει κάποια μέρη του υλικού κολλώδη και κάποια άλλα όχι, ακριβώς όπως είναι δηλαδή ο ιστός αράχνης.

Πηγή