Pszczoły - plaster miodu

Naukowcy inspirują się budową i owadów w pracach badawczych stosowanych w niemal każdej dziedzinie życia. O niezwykłych budowlach i narzędziach, które powstały dzięki owadziej inspiracji mówi dr hab. inż. Anna Gorczyca z Uniwersytetu Rolniczego im. Hugona Kołłątaja w Krakowie.

Budować jak pszczoły i termity

"Plastry miodu wbrew pozorom są bardzo skomplikowane w budowie. Pszczoły, osy, trzmiele konstruują je w taki sposób, żeby – jak obliczyli naukowcy – zużyć jak najmniej materiału. Ściany komórek są ustawione pod najbardziej optymalnym kątem i w najodpowiedniejszy sposób. Badacze wykorzystują to w różnych rozwiązaniach technologicznych" – zauważa badaczka.

Najprostsze to lekkie, dźwiękoszczelne wypełnienie okien i drzwi. Po plastry pszczele sięgnięto również przy produkcji bezawaryjnych opon do samochodów bojowych, które są nieomal niemożliwe do przebicia. Nadwozia bolidów Formuły 1 konstruowane z wykorzystaniem technologii plastra miodu są bardzo lekkie i dobrze odprowadzają ciepło, więc wnętrze bolidu ma lepszą ochronę przeciwpożarową. Ciekawym zastosowaniem plastrów pszczelich są rakiety tenisowe. Konstrukcja ramy rakiety jest zbudowana z włókien węglowych i, co wykazano w badaniach naukowych, jest ona o 10 proc. wydajniejsza w porównaniu z konwencjonalną. Zapewnia mniejsze zużycie energii i zwiększa zwrotność rakiety.

Termity to owady żyjące w społecznościach i budujące gniazda, termitiery, w których jest doskonała wentylacja. Dr Gorczyca wyjaśnia, że zaczęto tworzyć modele termitier i stwierdzono, że może to być wykorzystywane w budowlach. Powstały już takie budynki, które wyposażone są w układ konstrukcji warstwowych i zapewniają odpowiednią wentylację.

Projekty dachów wielu budowli nawiązują z kolei do budowy owadzich skrzydeł też. Stadion olimpijski w Monachium skonstruowano dokładnie na wzór błoniastych skrzydeł ważek. Jak podkreśla dr Gorczyca, konstrukcja ta jest nie dość, że stabilna, ale bardzo estetyczna.

Widzieć jak owady

"Oczy złożone owadów są zbudowane z pojedynczych komórek, które nazywamy omatidiami, z soczewek i receptorów. W porównaniu z oczami człowieka mają one o wiele mniejszą światłoczułość, ale za to większą rozdzielczość czasową. Człowiek postrzega 2 obrazy na sekundę jako film, a owad może rozróżnić 300 obrazów na sekundę. Takie oczy były inspiracją do stworzenia matryc światłoczułych" – podaje kolejny przykład dr Gorczyca.

Wyjaśnia, że matryce mogą rozpoznawać bardzo wiele prostych obiektów – ich położenie, wielkość, rozmiary i ruch. Jest to wykorzystywane w zaawansowanych systemach wspomagania kierowcy, na przykład w samochodach, które samodzielnie parkują. Także w czujnikach słonecznych, które regulują klimatyzację w samochodach lub w pomieszczeniach.

Dzięki owadom udało się naukowcom zmodyfikować budowę diod LED. Klasyczne diody mają o 50 proc. słabsze światło niż te diody, które są inspirowane świetlikami. Światło, które wydobywa się z odwłoka świetlików w mniejszym stopniu odbija się do wnętrza. Zewnętrzne pofałdowania powierzchni diody opracowane zostały na wzór budowy oskórka świetlików.

No i w końcu drony… Wiele konstrukcji latających bezzałogowców jest wzorowanych na owadach, szczególnie te wykorzystywane w wojskowości i wymagające miniaturyzacji. Mają odnóża, skrzydła, a w odwłokach kryje się aparatura do nasłuchu i rejestrowania obrazu. W Japonii powstały drony zbudowane na wzór nartników, które potrafią poruszać się po wodzie wykorzystując jej napięcie powierzchniowe.

 

Źródło:  Karolina Duszczyk (Olszewska)www.naukawpolsce.pap.pl 04.2016