Biomimetika: Təbiətin ixtiralara ilham verən həlləri

İnsanlıq əsrlərdir daha sürətli, daha güclü və daha mükəmməl texnologiyalar yaratmağa çalışır. Nəhəng maşınlar, ağıllı cihazlar, yüksək sürətli nəqliyyat vasitələri və mürəkkəb mühəndislik sistemləri insan zəkasının nailiyyətləri hesab olunur. Ancaq bəzən ən qabaqcıl texnologiyaların arxasında laboratoriyalarda aparılan mürəkkəb təcrübələr deyil, təbiətin milyonlarla il ərzində formalaşdırdığı sadə, lakin heyrətamiz mexanizmlər dayanır. İnsanların uzun müddət araşdıraraq həll etməyə çalışdığı bəzi problemlərin cavabı isə yarpaqlarda, həşəratlarda, heyvanların dərisində və hətta onların ayaqlarında gizlənir.

Citypost.az xəbər verir ki, bu yanaşma elmdə biomimetika və ya biomimikriya adlanır. Onun əsas məqsədi təbiətdə mövcud olan quruluşları, mexanizmləri və funksiyaları öyrənərək onları texnologiyada tətbiq etməkdir. Təbiət sadəcə canlıların yaşadığı mühit deyil, həm də mühəndislik baxımından saysız-hesabsız həllərin formalaşdığı nəhəng bir laboratoriyadır. Su itkisinin qarşısını alan bitkilərdən səthlərə asanlıqla yapışan gekonlara, suda daha az müqavimətlə hərəkət edən canlılardan işıq və enerji ilə qarşılıqlı təsir göstərən təbii strukturlara qədər bir çox nümunə müasir elmi araşdırmalara istiqamət verir.

Bunun ən məşhur nümunələrindən biri nilufər yarpağıdır. İlk baxışdan adi bitki yarpağı kimi görünən bu səth su ilə təmasda olduqda qeyri-adi xüsusiyyət nümayiş etdirir. Su damcıları yarpağın üzərində yayılıb qalmır, əksinə, kürə formasına yaxın bir görünüş alaraq asanlıqla yuvarlanır. Hərəkət edən damcılar yarpağın üzərindəki toz və bəzi çirk hissəciklərini də özü ilə aparır. Nəticədə yarpaq öz səthini müəyyən dərəcədə təmizləyə bilir. Bu xüsusiyyətin sirri yarpağın mikroskopik quruluşunda gizlənir. Onun səthindəki xırda çıxıntılar və mumabənzər örtük suyun yarpaqla təmas sahəsini azaldır. Su damcıları səthə möhkəm yapışmaq əvəzinə asanlıqla hərəkət edir. Elm adamları bu prinsipi araşdıraraq suyu və çirki daha asan uzaqlaşdıran materialların hazırlanmasına ilham alıblar. Beləliklə, nilufər yarpağının xüsusiyyətləri özünü təmizləyən boyaların, şüşə örtüklərinin və müxtəlif səth materiallarının inkişafında mühüm istiqamətlərdən birinə çevrilib.

Bu texnologiyalar binaların fasadlarında, pəncərələrdə və bəzi sənaye avadanlıqlarında çirklənməni azaltmağa kömək edə bilər. Bununla belə, bütün özünü təmizləyən örtüklər eyni prinsiplə işləmir və nilufər yarpağının xüsusiyyətlərini təqlid edən materialların effektivliyi onların quruluşundan, istifadə şəraitindən və çirkin növündən asılıdır. Amma əsas fikir dəyişmir: təbiət bir yarpağın üzərində suyun hərəkətini elə təşkil edib ki, insan mühəndisliyi bu mexanizmdən yeni materiallar yaratmaq üçün istifadə edə bilir.Təbiətin digər heyrətamiz nümunəsi isə gekondur. Bu kiçik kərtənkələ divarlarda, şaquli səthlərdə və hətta tavanlarda hərəkət edə bilir. İlk baxışdan elə görünür ki, onun ayaqlarında güclü bir yapışqan var. Halbuki gekonun səthlərə yapışması adi yapışdırıcı maddə ilə izah olunmur.Gekonun barmaqlarında mikroskopik ölçülü çoxsaylı tükcüklər yerləşir. Bu strukturlar səthlə çox böyük təmas sahəsi yaratmağa imkan verir. Onların köməyi ilə gekonun ayaqları ilə səth arasında zəif molekullararası cazibə qüvvələri — Van der Vaals qüvvələri — əhəmiyyətli təsir göstərə bilir. Məhz bu mexanizm gekona səthə möhkəm yapışmağa, eyni zamanda ayağını müəyyən bucaq altında hərəkət etdirərək asanlıqla ayırmağa imkan verir.

Alimlər bu xüsusiyyəti öyrənərək yapışqan maddələrdən istifadə etmədən işləyə bilən yeni nəsil yapışqan materialların yaradılması istiqamətində araşdırmalar aparırlar. Gekonun ayaqlarından ilhamlanan bu materiallar təkrar istifadə oluna bilən yapışdırıcı səthlər, robotların divarlarda hərəkəti, kiçik cihazların bərkidilməsi və bəzi sənaye tətbiqləri üçün perspektivli hesab edilir. Burada məqsəd təbiəti olduğu kimi kopyalamaq deyil, onun işləmə prinsipini anlayaraq insan ehtiyaclarına uyğunlaşdırmaqdır.Dəniz canlıları da mühəndislər üçün mühüm ilham mənbəyidir. Köpəkbalığının dərisi bu baxımdan xüsusilə diqqət çəkir. Onun dərisi adi hamar səthdən fərqli olaraq, mikroskopik ölçülü, dişəbənzər strukturlarla örtülüb. Bu strukturların forması və düzülüşü su axınının səth boyunca hərəkətinə təsir göstərir. Müəyyən şəraitdə onlar səth yaxınlığında yaranan burulğanları və sürtünmə müqavimətini azaltmağa kömək edə bilər.

Bu xüsusiyyətlər mühəndisləri suyun və havanın hərəkəti zamanı müqaviməti azaltmağa yönəlmiş materiallar hazırlamağa sövq edib. Köpəkbalığı dərisindən ilhamlanan səth strukturları üzgüçülük geyimlərinin hazırlanmasında, gəmi örtüklərində və aviasiya sahəsində araşdırılıb. Bəzi üzgüçülük geyimləri bu tip teksturalardan istifadə edərək idmançının suda hərəkətinə təsir göstərməyi hədəfləyib. Lakin belə materialların real üstünlüyü konkret dizayndan və istifadə şəraitindən asılıdır. Eyni zamanda, köpəkbalığı dərisindən ilhamlanan bütün səthlərin hər vəziyyətdə müqaviməti azaltdığını söyləmək düzgün olmazdı.Təbiətin insanlara təqdim etdiyi həllər bununla da bitmir. Bəzi quşların qanadlarının quruluşu aerodinamik sistemlərin təkmilləşdirilməsi üçün araşdırılır. Bayquşların səssiz uçmasına kömək edən lələk quruluşu daha səssiz hava axını yaradan texnologiyalara ilham verir. Ağacların kök sistemi torpaqda sabitliyin qorunması və resursların bölüşdürülməsi baxımından mühəndislər üçün maraqlı modellər təqdim edir. Termit yuvalarının quruluşu isə təbii hava dövranı və temperaturun tənzimlənməsi prinsiplərini anlamağa kömək edir. Bu prinsiplərdən binaların havalandırılması və enerji səmərəliliyinin artırılması ilə bağlı layihələrdə istifadə oluna bilər.

Həmçinin oxuyun

Nazirlər Kabinetindən müəllimlərlə BAĞLI QƏRAR

SON DƏQİQƏ! Vəzifədən gedir

Məhkəmədən Ramiz Mehdiyevlə bağlı QƏRAR

Maşın sürən hər kəs BU XƏBƏRİ OXUSUN!

Təbiətin ən maraqlı tərəflərindən biri də onun mürəkkəb problemləri bəzən çox az enerji sərf etməklə həll etməsidir. İnsanlar temperaturu tənzimləmək üçün kondisionerlərdən, suyu hərəkət etdirmək üçün nasoslardan, səthləri təmizləmək üçün kimyəvi vasitələrdən və hərəkəti təmin etmək üçün müxtəlif mexanizmlərdən istifadə edirlər. Canlılar isə milyonlarla il davam edən təkamül nəticəsində öz mühitlərinə uyğunlaşmış quruluşlar və funksiyalar formalaşdırıblar. Bu mexanizmlərin bir qismi texnologiyanın qarşısında duran problemlərə yeni yanaşmalar təklif edir.Məsələn, quraq ərazilərdə yaşayan bəzi böcəklər bədənlərinin və ya qanadlarının xüsusi səth quruluşu vasitəsilə havadakı su damcılarının toplanmasına şərait yarada bilir. Bu xüsusiyyət xüsusilə su qıtlığı ilə mübarizə aparan tədqiqatçıların diqqətini çəkib. Bəzi böcəklərin bədən səthində suyun müəyyən hissələrdə toplanmasını asanlaşdıran, digər hissələrdə isə hərəkətini məhdudlaşdıran mikroskopik strukturlar mövcuddur. Belə quruluşlar duman və rütubətdən su toplamaq üçün istifadə edilə bilən səthlərin hazırlanmasına ilham verir. Lakin burada mühüm bir məqam var: təbiətdə mövcud olan mexanizmləri insan ehtiyaclarına uyğunlaşdırmaq həmişə asan deyil. Bir böcəyin bədənində işləyən sistemin böyük şəhərin su təchizatını təmin edəcək səviyyəyə çatdırılması üçün mühəndislik hesablamaları, materialşünaslıq araşdırmaları və real şəraitdə sınaqlar tələb olunur. Təbiətdən ilham almaq hazır həlli birbaşa köçürmək demək deyil. Bu, canlıların necə işlədiyini anlamaq və həmin prinsipləri texnoloji sistemlərdə səmərəli şəkildə tətbiq etmək prosesidir.Əslində, biomimetikanın əsas dəyəri də buradadır. İnsan təbiəti yalnız müşahidə etməklə kifayətlənmir, onun işləmə mexanizmlərini öyrənərək yeni texnologiyalar yaradır. Bəzən bir yarpağın səthindəki mikroskopik çıxıntılar yeni örtüklərin hazırlanmasına, kiçik bir kərtənkələnin ayaqları robot texnologiyalarına, dəniz canlılarının dərisi isə su və hava müqavimətini azaltmağa yönəlmiş mühəndislik həllərinə yol açır.Bütün bunlar insanın texnoloji nailiyyətlərini kiçiltmir. Əksinə, göstərir ki, elmin gücü həm də təbiətdəki həlləri görmək, onların arxasındakı prinsipləri anlamaq və bu bilikləri insan həyatını yaxşılaşdırmaq üçün tətbiq etmək bacarığındadır. Müasir texnologiyanın ən maraqlı nümunələrinin bəziləri məhz təbiətlə elmin birləşdiyi nöqtədə yaranır.

Bəlkə də biz bəzən ən mürəkkəb problemlərin cavabını uzaqlarda, nəhəng laboratoriyalarda və bahalı avadanlıqlarda axtarırıq. Halbuki həmin cavabların bəziləri ayağımızın altındakı torpaqda, ağacların yarpaqlarında, dəniz canlılarının dərisində və kiçik həşəratların quruluşunda gizlənə bilər. Təbiət milyonlarla il ərzində sınaqdan çıxmış saysız-hesabsız mexanizmləri ilə insanlığa yeni ideyalar təqdim edir. İnsan isə bu ideyaları elmi biliklə birləşdirərək gələcəyin texnologiyalarını yaradır.

Nəticə etibarilə, ən qabaqcıl texnologiyaların bəzilərinin ilham mənbəyi təbiətin özüdür. Nilufər yarpağı səthlərin özünü təmizləməsi, gekonun ayaqları yapışdırıcısız bərkitmə sistemləri, köpəkbalığının dərisi isə axın müqavimətinin idarə olunması üçün yeni yanaşmalar təqdim edir. Bu nümunələr bir daha göstərir ki, təbiət yalnız qorunmalı olan sərvət deyil, həm də elmi araşdırmalar və innovasiyalar üçün tükənməz ilham mənbəyidir.

Yeganə