Kategorija: Uncategorized

SpotLESS je razpršilen premaz (v spreju), ki ohranja površine čiste brez uporabe močnih kemikalij. Ta premaz odbija tekočino, blato, bakterije, mineralne usedline in še več. Vsebuje »nano krtačke« s tekočino, ki ga je navdihnila spolzka površina čašaste rastline – muholovke. SpotLESS lahko ohranja površine, kot so stranišča, čiste, drastično zmanjša količino vode in potrebnih čistilnih kemikalij. Na voljo je za domačo uporabo, v okolju pa ga lahko razpršite na steklo in keramiko.

Podjetje SpotLESS Materials je navdušeno nad bioniko. Pod mikroskopom opazujejo rastline in žuželke ter poskušajo razumeti, kako je oblika povezana s funkcijo njihovega delovanja. Na primer, pogosto pogledajo mikro/nano-strukture na rastlini in lahko razumejo, kako je zaradi tega naravni material zelo vodoodporen. Obožujejo izdelovati koristne stvari. Opazijo  zanimivo površinsko lastnost v naravi, razumejo fiziko in uporabijo naučeno za izdelavo naprednih materialov. Pred ustanovitvijo podjetja, je njihova ustanovna ekipa sodelovala v akademskem okolju in opravljala raziskave na področju naravoslovja in bionike.

Izziv

Površinska kontaminacija lahko vpliva na več različnih industrij in njena posledična odprava je lahko zelo draga in dolgotrajna. Po ocenah se v ZDA vsako leto odplakne 3,58 T litra sveže vode (dovolj, da zadosti 68 % potreb po pitju po vsem svetu). Zmanjšanje števila delovne sile, čistilnih kemikalij in izpiranja, potrebnih za vzdrževanje čistih stranišč in drugih površin, ima ogromen potencial za varčevanje z vodo in energijo.

Bionična zgodba

Tropske čašaste rastline ujamejo žuželke in druge drobne plene, ko pristanejo na zaobljenem robu rastline in zaradi svojega premaza padejo, končajo pa v tolmunu prebavnih sokov. Mesojeda čašasta rastlina (Nepenthes bicalcarata) nima prebavnih organov, ampak izloča encime, ki vsebujejo beljakovine. Ima podolgovate liste, cvetovi pa so čašaste oblike in rdečkaste barve. Na zaobljenih robovih cvetov rastlina izloča sladko tekočino, ki je s svojim vonjem privlačna za žuželke. Premaz zaobljenega roba je še posebej spolzka zato se žuželke le stežka oprimejo in pobegnejo. Rastlina zadržuje tanko mokro plast na površini, ki drastično zmanjša trenje med rastlinami in nogami žuželk.

Obiščite nas na družabnih omrežjih (Facebook, Instagram)

Povzeto po AskNature.org

Da bi lahko nahranili naraščajoče svetovno prebivalstvo, potrebujemo vedno več hrane, ki mora biti za zagotavljanje človeškega razvoja in dobrega počutja raznolika, uravnotežena in kakovostna. Čebele slovijo po svoji vlogi za zagotavljanje visoko kakovostne hrane (med, matični mleček in cvetni prah) kot tudi drugih izdelkov, ki jih uporabljamo v zdravstvu in drugih panogah (čebelji vosek, propolis in čebelji strup). Poleg tega pa čebele počnejo še veliko več! Največji doprinos čebel in drugih opraševalcev je opraševanje skoraj treh četrtin vseh rastlin, s katerimi proizvedemo 90 % svetovne hrane. Tretjina svetovne pridelave hrane je odvisna od čebel oziroma vsaka tretja žlica hrane je odvisna od opraševanja.

Obiščite nas na družabnih omrežjih (Facebook, Instagram)

Več si lahko preberete na spletni strani.

Danska je država z največjim deležem proizvodnje vetrne energije na svetu. Proizvede je več kot tretjino oziroma okoli 40 %. Kakšne pa so razmere za izkoriščanje energije vetra pri nas? Vetrne elektrarne danes zadovoljujejo malo več kot 1% svetovnih potreb po električni energiji. Morda bo to kmalu drugače. Južna Koreja je namreč sporočila, da načrtujejo gradnjo največje vetrne elektrarne na svetu, z močjo 8,2 gigavata. Danska pa je pred kratkim objavila načrt, da bo v severnem morju 80 km zahodno od polotoka Jutland zgradila prvi energetski otok na svetu. Otok bo v velikosti  18 nogometnih igrišč, uporabljali pa ga bodo kot vozlišče za 200 ogromnih, 260 metrov visokih vetrnic na morju. Otok bo z močjo treh gigavatov z elektično energijo lahko preskrboval kar tri milijone gospodinjstev, torej več kot le Dansko.

Slovenija ni ravno prevetrena dežela, močnejši vetrovi, ki je pri nas pojavljajo, so ob prehodu vremenskih front. Pred hladno fronto dva, tri dni jugozahodnik, za hladno fronto pa po navadi severovzhodnik. Močan je tudi karavanški fen, ki pa je k sreči redek. Ostali vetrovi v Sloveniji so pa bolj ali manj šibki. Razlog za to je ta, da je Slovenija v zavetrju Alp. Če bi v Sloveniji postavili več vetrnic, bi morali natančno poznati kako in kje piha veter. V Sloveniji imamo dve vetrnici, eno pri Senožečah, katera je bila postavljena leta 2012  in proizvede od 4 do 4,6 milijona kilovatnih ur letno oziroma 1200 gospodinjstev. Druga manjša vetrnica pa je bila postavljena 2014 pri Razdrtem in poskrbi za letno porabo 600 gospodinjstev.

Obiščite nas na družabnih omrežjih (Facebook, Instagram)

Več si lahko preberete na spletni strani.

Kačjerepi so skupina iglokožcev, sorodna morskim zvezdam, v katero uvrščamo več kot 2.000 vrst. Bivajo v različnih podnebnih pasovih, od polarnega do tropskega pasu na različnih globinah, večinoma v globljih predelih. Prekriti so z vrsto mikro leč, ki omogočajo bitju vizualizacijo okolice. Znanstveniki so odkrili, da so te leče izpopolnjene od sedaj vseh leč, ki jih lahko izdelujejo ljudje. Te leče so kot sestavljeno oko, vendar brez vseh drugih lastnosti, ki so običajno povezane z očesom. Te leče fokusirajo svetlobo, ki jo zaznajo celice fotoreceptorjev. Te leče so izdelane iz monokristalov kalcita in oblikovane kot majhne sferične kupole. Njihova oblika in sestava ima učinek zameglitve, ki ga običajno pripišemo sferični aberaciji. Kalcit je dvolomni material, kar pomeni, da svetlobo deli v več smeri, odvisno od svoje usmeritve. Da bi to popravili, so atomi v kristalih geometrijsko urejeni tako, da je smer leče usmerjena vzdolž osi c.

Nanodelci, bogati z magnezijem, so nameščeni po celotni leči, da se izostrijo mrežasti vektorji okoliškega kalcita. Zaradi tega atomskega upogibanja je leča odporna na razpoke. Znanstveniki so menili, da je do sedaj bila vsaka leča izpopolnjena nad vsem, kar lahko inženirji zgradijo s trenutnimi tehnološkimi orodji. Še bolj osupljivo je dejstvo, da lahko ta bitja vsako lečo sintetizirajo neposredno iz tekočine pri sobni temperaturi brez kakršnega koli orodja. S kopiranjem teh načel lahko oblikujemo izredno natančne mikrooptične sisteme.

Kačjerepi v Sloveniji

V slovenskem morju biva 12 vrst kačjerepov. Najbolj znana sta bodičasti kačjerep (Ophiotrix fragilis), ki biva ob obali med algami in pod kamni, ter pegasti kačjerep (O. quinquemaculata), ki biva na globljem peščenem dnu in ostankih školjk; pripadata družini bodičastih kačjerepov (Ophiothricidae). Iz družine kačjerepk (Amphiuridae) sta pomembni luskava kačjerepka (Amphiura chiajei) in vitka kačjerepka (A. filiformis); gostota populacij obeh vrst presega 800 osebkov na m² na nekaterih odprtih predelih severnega Jadranskega morja. Ostali znani vrsti kačjerepov sta še mala kačjerepka (Amphipholis squamata) ter veliki kačjerep (Ophioderma longicaudum).

Obiščite nas na družabnih omrežjih (Facebook, Instagram)

Na londonski univerzi so izvedli dve študiji, ki kažeta, da hrapavost ribjih lusk ne deluje, kot tipična hrapavost drugih materialov. Čeprav se oblika in velikost pri vrstah razlikujeta, so ribje luske v bistvu vrsta prekrivajočih se izboklin, v obliki školjk. Vrhovi neravnih lusk, za seboj ustvarjajo počasnejši pretok vode. Prekrivajoče se strani lusk tvorijo doline, skozi katere preteče večino vode. Ko riba plava, ustvarja izmenične pasove “nizkega pretoka”; za vrhovi ribjih lusk “visokega pretoka” za dolinami.

Ta progast vzorec preprečuje, da bi se luske obnašale kot tipična hrapava površina, ker ohranjajo pretok čez ribe, enakomerno, kot nežen tok potoka. Fiziki temu pravijo “laminarni” tok, kar pomeni, da tekočina teče v vzporednih tokovih ali laminaciji, namesto da bi se vrtela in motila. Njeno nasprotje – turbulentni tok – je kot brizgajoča reka, ki se peni okoli kamenja, vrtinči in meša. Smiselno je, da bi ribe lažje plavale proti toku potoka, kot po brzeči se reki. Toda ta raziskava ne govori o tem, kako laminarno ali turbulentno je lahko telo v vodi. Gre za pretok, tik ob koži plavajočih rib, na območju, imenovanem “mejna plast”.

Bruecker iz Univerze v Londonu pojasnjuje, da za ribe, ki plavajo v oceanu, voda v dometu 30,48 m ni moteča, pa tudi da oddaljena voda ne prispeva k trenju, ki ga morajo ribe premagati, da se premaknejo naprej. Tudi nekaj centimetrov oddaljena voda nima velikega vpliva na upor. Na upor vpliva kritični milimeter volumna vode, ki se nahaja tik ob ribji koži.

Če postane tok, v tej mejni plasti, turbulenten, Bruecker pravi, da se trenje poveča za skoraj petkrat. Ribje luske, z nižjim uporom ohranjajo enakomeren, laminarni pretok ob telesu rib.

V enem poskusu so raziskovalci z barvilom vizualizirali pretok čez ravno, gladko ploščo in ga primerjali z luskasto površino. Čez gladko ploščo je tok hitro »razpadel« v turbulentno vrtinčenje in mešanje, ker ni bilo nobenih struktur, ki bi ga izravnale. Nasprotno, pa so rdeče proge na lestvici pokazale, da se je laminarni profil ohranil na veliko daljši razdalji od gladke plošče. Seveda, ko riba plava vse hitreje in hitreje, bo tok sčasoma postal moten. Ribje luske odlašajo s prehodom.

Znanstveniki so ugotovili, da pretok v mejni plasti ne določa samo oblika ribjih lusk, temveč tudi njihova velikost. Če bi se luske preveč razširile, bi delovale kot tradicionalna hrapava površina, mešale bi vodo in zvišale upor. Torej, hitrejši plavalci, ki imajo tanjše mejne plasti, potrebujejo manjše luske. Raziskovalci menijo, da bi to lahko pojasnilo, zakaj imajo nekateri hitri plavalci, kot je tuna, manjše luske kot počasnejši plavalci, kot je krap.

Ena ključnih ugotovitev raziskave je bila, da lahko odložitev prehoda na turbulentni tok preko luskastih površin zmanjša upor do 27 %, v primerjavi z gladkimi površinami. Zakaj je to pomembno za ribe? “Vse je v varčevanju s kinetično energijo,” pravi Bruecker. Učinkovitejše plavanje ribam omogoča, da z manj hrane, premagajo večje razdalje. 

Možnosti apliciranja

Vključitev ribjih lusk v materialne zasnove lahko tudi pomaga ljudem, da porabijo manj goriva. Obloženi premazi v ceveh lahko zmanjšajo izgube zaradi trenja vzdolž cevovodov. Jedkanje lusk na površine letal, podmornic in avtomobilov, bi lahko tudi izboljšalo učinkovitost porabe goriva in zmanjšalo emisije toplogrednih plinov.

Obiščite nas na družabnih omrežjih (Facebook, Instagram)

Povzeto po AskNature.org

Mnoge koščene ribe, na primer črtasti bas, so s svojimi luskami deležne pomembne zaščite pred plenilci. Te luske so debele le približno 0,2 do 0,3 mm in so presenetljivo trpežne. Vsaka luska je sestavljena iz dveh enako debelih plasti: zunanja kostna plast, ki je močno mineralizirana za trdno zunanjo zaščito, in notranja plast kolagena, ki je mehkejša in manj mineralizirana. Ti dve plasti skupaj preprečujeta prebadanje mehkih telesnih tkiv pod luskami. Plasti lusk jih naredi veliko močnejše od trenutno uporabljenih človeških polimerov.

Ko plenilec ujame progastega basa v usta in začne gristi, je kostna plast prva obrambna plast. Koščena plast zdrži približno dva Newtona sile, ki prenese večino grizne moči.

Z večjo močjo ugriza plenilca se luska razpoči po polovici dolžine in širine ter ustvari štiri “zavihke”. Razporeditev sil vzdolž razpok med zavihki pomaga zmanjšati škodo na osnovni mehke plasti kolagena. Ko se ugriz nadaljuje skozi lusko, se lopute potisnejo navzdol in spodnja plast kolagena se loči od zgornje kostne plasti.

Medtem ko lopute potiskajo navzdol in še naprej stikajo s plastjo kolagena, pomagajo prerazporediti ugrizne sile na njihovo večje območje. To ima za posledico manjšo škodo na mehki plasti kolagena, kot če bi bile sile koncentrirane na mestu vboda. Lopute so tako koristne, da povečajo splošno odpornost luske za en Newton.

Kolagenska plast se  tudi pomaga upreti ugrizu skozi usmerjenost vlaken. Vlakna kolagenske plasti se pod pravim kotom raztezajo pod pritiskom. To je podobno temu, kako lahko tkana viseča mreža zadrži človeka, a kup vrvi, ki ležijo v isti smeri, ne more. To prepreči, da bi se plenilčev zob takoj prebil skozi. Pomaga tudi ločitev kolagenske plasti od kostne plasti.

Ideje za uporabo: Močna in prilagodljiva embalaža. Zaščitna oblačila in oprema, ki so lahka in z zmanjšano omejitvijo gibanja. Pokrivala ali plošče za rastlinjake, ki bi zdržale vreme.

Obiščite nas na družabnih omrežjih (Facebook, Instagram)

Povzeto po AskNature.org

Večcelični morski organizmi se soočajo z nenehnim napadom mikrobov in drugih majhnih organizmov, ki iščejo strukture, na katerih se zadržujejo. Ne glede na to, ali gre za glive, alge, patogene, ki tvorijo biofilm, ali druge življenjske oblike, na površini večjega organizma povzročijo biološko obraščanje, ki lahko povzroči resne zaplete. Pasji kotel, pasji pas ali atlantski pasji utrip je vrsta plenilskega morskega polža, mesojedi morski polž iz družine Muricidae, skalni polži, daje jajčeca z izjemnimi prilagoditvami proti obraščanju. V zgodnjih fazah razvoja je zunanjost jajčne kapsule prekrita z enakimi grebeni. V nasprotju z nepravilnimi nano-teksturami, opaženimi na površinah jajčec drugih morskih organizmov, verjamejo, da grebeni, ki so razporejeni dovolj blizu, zmanjšujejo potencialne kontaktne točke za obraščanje organizmov, zaradi česar se težje pritrdijo in naselijo.

Ta način preprečuje, da bi biofilmi in parazitski mikrobi škodovali jajčecu.

Sčasoma pa se bakterije pritrdijo in ukoreninijo na površini jajčnih kapsul. Za boj proti temu kasneje jajčeca popolnoma odvržejo zunanjo skorjo, da spodaj razkrijejo svež sloj.

Ideje za uporabo: Sposobnost morskega polža, da se ustvari nano teksturirane površine, ki preprečujejo adhezijo mikrobov, bi lahko spodbudila novo generacijo nestrupenih in dolgoživih antimikrobnih površinskih obdelav.

Kako lahko oblikujemo boljšo embalažo?

Vsak dan poštni delavci po pošti dostavijo milijone paketov. Tovornjake, polne pridelkov, prevažajo po vsem svetu, pakirane izdelke pa ustvarijo, kupijo in prodajo za milijarde dolarjev. Embalaža ohranja naše izdelke varne, čiste in nedotaknjene. A sčasoma večina te embalaže povzroči odpadke in onesnaženje. Predstavili smo vam namige iz narave, ki nas lahko usmerijo k oblikovanju zaščitne embalaže, ki bo še dodatno uporabna. Podobno kot ljudje je tudi narava ves čas v gibanju. 

Obiščite nas na družabnih omrežjih (Facebook, Instagram)

Povzeto po GreenBiz.com

Na dnu Indijskega oceana so veliki hidrotermalni odprtine, ki bruhajo vročo vodo in minerale. Zagotavljajo tudi ekosistem za številne bizarne vrste, prilagojene za življenje v težkih razmerah. Ena takšnih vrst je luskav polž (Crysomallon squamiferum, včasih imenovan tudi luskasta noga), ki se prehranjuje s hranili v zračniku. Polž, ki je pritrjen na odzračevalne strukture, je občutljiv na plenilce, kot so raki in strupeni polži, ki lahko preluknjajo ali zdrobijo luskavega polža. Za zaščito polž uporablja trdo, oklepu podobno lupino s troslojno sestavo. Vsaka plast ima različne kemijske in fizikalne lastnosti, ki jim omogočajo, da igrajo različne vloge pri upravljanju sil pred plenilskimi napadi.

Notranja plast je kot opečna stena za kompleksom lupine slezovca. Zunanja plast je tanka organska lupina, ojačana z delci greigita (železov sulfid), ki jih izpuščajo toplotni odprtine. Srednja plast je debela, gosta plast organskega materiala, ki je prožne narave, kar pomeni, da se zlahka deformira. Ta lastnost omogoča, da srednja plast deluje kot blažilec udarcev, razbremeni pritisk raka in ščiti pred udarcem polža. Notranja plast je kot opečna stena za kompleksom lupine.

Ideje za uporabo: Razviti nove strukturne materiale. Zaščitni oklep. Čelade. Vozila.

Kako lahko oblikujemo boljšo embalažo?

Vsak dan poštni delavci po pošti dostavijo milijone paketov. Tovornjake, polne pridelkov, prevažajo po vsem svetu, pakirane izdelke pa ustvarijo, kupijo in prodajo za milijarde dolarjev. Embalaža ohranja naše izdelke varne, čiste in nedotaknjene. A sčasoma večina te embalaže povzroči odpadke in onesnaženje. Predstavili smo vam namige iz narave, ki nas lahko usmerijo k oblikovanju zaščitne embalaže, ki bo še dodatno uporabna. Podobno kot ljudje je tudi narava ves čas v gibanju.

Obiščite nas na družabnih omrežjih (Facebook, Instagram)

Povzeto po GreenBiz.com

Ostrige so nekaterim poslastica, drugim pa osnovna hrana, vendar so ključnega pomena tudi za obalne ekosisteme. Primejo se druga za drugo in se zložijo kot stalagmiti, ki rastejo iz oceanskega dna. Sčasoma strde ostrig tvorijo obsežne grebene, ki spominjajo na podvodna mesta. Zagotavljajo življenjski prostor številnim vodnim vrstam, filtrirajo vodo in izboljšujejo njeno kakovost ter blažijo valove, ki jih povzročajo nevihte in ladijski promet, ter varujejo obale pred erozijo.

Dr. Jonathan Wilker, profesor kemije na Univerzi Purdue, preučuje, kako ostrige in druge morske živali ustvarjajo svoje podvodne vezi. Čeprav številne morske živali proizvajajo “beljakovinsko lepilo”, Wilker pravi, da je ostrigov cement edinstven, ker – poleg majhne količine večinoma beljakovinskih organskih snovi – vsebuje veliko količino anorganskega kalcijevega karbonata.

Strategija

Kalcijev karbonat, sicer znan kot apnenec, sploh ni lepilo. Torej, kako deluje ostrigov cement? Podobno kot morajo biti nebotičniki togi in prožni, da omogočajo rahlo zibanje v vetru (brez prevrnitve), ostrige kombinirajo trdi kalcijev karbonat z mehkejšimi, lepljivimi beljakovinami, kar jim omogoča, da vzdržijo močne sile plimovanja, medtem ko držijo kolonije skupaj. Leta 2010 je Wilker dokazal, da beljakovinske molekule “zamrežujejo”, kar pomeni, da tvorijo nekakšno mrežo ali pajkovo mrežo, ki veže vse sestavine skupaj in daje cementu lepljivost.

Predstavljajte si opečno steno, kjer malta (ki deluje kot organske snovi) lepi opeko tako na drugo, kot tudi na druge površine, medtem ko opeke (ki se obnašajo kot kalcijev karbonat) dodajo trdnost in togost. Medtem ko dejanska opečna stena sledi običajnemu vzorcu, struktura ostrigovega cementa še zdaleč ni enotna.

Wilkerjeve raziskave se nadaljujejo v smeri odkrivanja zapletenosti vezivnega materiala. Na primer, za razliko od samih lupin ostrig, ostrigov cement uporablja dve vrsti kalcijevega karbonata, kemično enakovrednega, vendar narejenega iz kristalov različnih oblik in usmeritev.

Drugi rezultati kažejo, da lahko lepilo vsebuje material iz vodnega okolja in lahko celo vključuje simbiozo bakterij, ki organskemu delu dodajajo sladkor.

Možnosti

Eden od Wilkerjevih ciljev je preprosto razumeti, kako narava izdeluje materiale. To je že samo po sebi precej vznemirljivo. Vendar poudarja, da ima ta raziskava vrsto potencialnih medicinskih aplikacij, med drugim za popravilo kosti in zobno protetiko, ki vključujejo lepljenje anorganskih materialov v vlažnih okoljih. Poleg tega, to delo vodi k trajnostni naravnanosti, ki ga je mogoče uporabiti za gradnjo človeku prijaznim strukturam vzdolž obale – in pomagajo obnoviti 85 % grebenov ostrig, ki so v preteklem stoletju zaradi človekove dejavnosti izginili po vsem svetu.

Obiščite nas na družabnih omrežjih (Facebook, Instagram)

Povzeto po AskNature.org

Vodni polž se lahko pod vodno gladino premika tako, da ustvari majhne valove v vmesnem delu, sluz in vode. Lymnaea stagnalis – sladkovodni polž, ki se nahaja v mirnejših vodah oziroma ribnikih. Njihovo mehko telo je prekrito s številnimi žlezami, ki neprestano izločajo sluz, ki zmanjšuje trenje s tlemi. Ta jim omogoča plazenje po podlagi in varuje podplat pred mehanskimi poškodbami.

Premikajo se s krčenjem mišic stopalaste noge. Pri nekaterih polžih je noga vzdolžno predeljena na levo in desno polovico, ki ju lahko premikajo ločeno ali izmenoma, kar polžem omogoči učinkovitejše premikanje po podlagi. Iz noge mnogih zaškrgarjev izraščajo številni izrastki, ki živali pomagajo pri plavanju. Večina polžev lahko ob nevarnosti potegne nogo v hišico.

Inženirji so na podlagi gibanja vodnih polžev razkrili možnost novega načina pogona, ki temelji na tem, kako vodni polži ustvarijo valove sluzi, da se lahko plazijo po podvodnih površinah. Inženirji pojasnjujejo, kako in zakaj se vodni polži lahko vlečejo čez tekoče površine, ki je ne morejo niti prijeti. Na podlagi opravljenih raziskav, se skrivnost nahaja v sluzi.  Glavna ugotovitev raziskav je, da se lahko mehke površine, kot je recimo prosta površina ribnika ali jezera, popači z uporabo sil; ta izkrivljanja lahko žival izkoristi za ustvarjanja pogonske sile in se premika.

Nekateri sladkovodni in morski polži se plazijo tako, da “visijo” z vodne gladine, medtem ko izločajo sled sluzi. Polžje stopala se nagubajo v majhne valove, ki povzročajo ustrezne valove v plasti sluzi, ki jo izloča med stopalom in zrakom. Deli sluznega filma se stisnejo, medtem ko se drugi deli raztegnejo, s tem ustvarijo pritisk, ki potiska nogo naprej.

Obiščite nas na družabnih omrežjih (Facebook, Instagram)

Povzeto po AskNature.org