Khoa Học

Phát minh nhờ phỏng sinh học

Thứ sáu, 2007-09-21 07:04:09 - Nguồn:
Một công trình áp dụng phỏng sinh học rất thành công trong kiến trúc là tháp Eiffel. Chỉ sau nhiều năm các kỹ sư mới lưu ý rằng chân của tháp - về hình dạng, góc giữa các bề mặt chịu lực - giống như cấu trúc xương chày của người.
Phát minh nhờ phỏng sinh học
Tháp Eiffel - Một công trình kiến trúc áp dụng phỏng sinh học rất thành công.
Một công trình áp dụng phỏng sinh học rất thành công trong kiến trúc là tháp Eiffel. Chỉ sau nhiều năm các kỹ sư mới lưu ý rằng chân của tháp - về hình dạng, góc giữa các bề mặt chịu lực - giống như cấu trúc xương chày của người.
Con người vẫn để ý mọi cái xung quanh mình, không phải chỉ để thỏa mãn trí tò mò, mà là để tìm ra lợi ích. Trong tự nhiên có những cái đáng để học hỏi: nguyên tắc và cơ chế hoạt động sống của động - thực vật có thể sử dụng được trong xây dựng và kiến trúc, tạo ra các thiết bị và kỹ thuật có khả năng cảm ứng cao và thậm chí cả trong việc sản xuất quần áo.

Ngành khoa học với tên bionics (phỏng sinh học, từ tiếng Hy Lạp bion nghĩa là sống) còn tương đối trẻ: cuộc hội thảo đầu tiên về ngành này diễn ra vào năm 1960.

Sự thực là ý tưởng bắt chước các bí quyết của tự nhiên không phải là mới: người Trung Hoa cổ xưa đã tìm cách bắt chước côn trùng cách chúng tạo ra lụa. Còn nhà khoa học vĩ đại Leonardo de Vinci khi thiết kế thiết bị bay của mình, đã lấy cơ sở là khung xương của cánh chim.

Một ứng dụng nữa của phỏng sinh học là “quần áo thông minh”. Loại này tự thích ứng với sự thay đổi nhiệt độ và có thể hoặc làm mát người mặc, hoặc ngược lại.

Công nghệ vật liệu mới được các nhà khoa học lấy từ quả cây sồi khi chúng tung ra các hạt. Khi thấy có hơi ẩm ở bên trong, quả sồi dùng các “vảy” để che lại. Những quả ké nhỏ xíu có trên “quần áo thông minh” cũng mở ra cho không khí lùa vào khi người mặc bắt đầu ra mồ hôi.

Những hạt giống - cánh quạt

Một thuộc tính của quần áo hiện đại mà mọi người đều biết - bộ phận gài dính, cũng được hình thành từ ngành thực vật học. Một lần kỹ sư Thụy Sĩ George de Mestral lưu ý đến hiện tượng các quả ké của cây dại thường xuyên dính vào lông con chó quý của ông. Khi xem xét kỹ các lông xanh trên quả này, ông nhận thấy chúng có một móc nhỏ ở đầu.

De Mastral đã đăng ký ý tưởng này. Hãy nhìn kỹ vào miếng dán - bạn sẽ không khó nhận ra các “sợi lông” trên đó là những cái móc nhỏ.

Mặc dù cơ cấu sao chép cấu trúc cánh chim do Leonardo de Vinci thiết kế đã không cất được lên không trung, nhưng ý tưởng của ông đã không biến mất một cách vô ích. Con người không thể từ bỏ mong muốn bay lên và những người đi đầu trong ngành chế tạo kỹ thuật hàng không đã chú ý đến hình dạng của hạt cây phong.

Họ thấy khi rơi xuống các hạt này quay tròn. Nếu làm được ngược lại thì sao? Nếu làm các cánh quạt quay tròn, nó sẽ bay lên! Cánh quạt máy bay, sau đó là quạt thông gió, đã được sáng chế ra như vậy.

Người ta cũng đặc biệt chú ý đến các côn trùng và chim bay được. Khi nghiên cứu đường di trú của chúng, theo dõi xem chúng định hướng trong không gian và tìm mồi như thế nào, các nhà khoa học đã hoàn thiện được các thiết bị dùng trong hàng hải và hàng không.

Ví dụ trên máy bay có cơ cấu đảm bảo hướng bay ổn định ở tốc độ cao và thậm chí có khả năng đưa máy bay ra khỏi tình trạng rơi cắm xuống. Ý tưởng làm ra thiết bị này được lấy từ côn trùng 2 cánh: trên ngực con bọ có những bộ phận đặc biệt, chúng căng lên khi hướng bay thay đổi, và bằng cách đó gửi tín hiệu đến hệ thống thần kinh. Nếu không có “cơ quan thăng bằng” này ruồi không thể bay được.

Các nhà sinh vật học khi nghiên cứu các động vật biển vẫn ngạc nhiên là không hiểu nhờ vào cái gì mà cá heo bơi được với tốc độ cao như vậy. Các tính toán cho thấy với hình dạng, kích thước thân thể của cá và lực cản của nước như vậy không thể có tốc độ đó: Loài  động vật kỳ diệu này đã giảm được lực cản của nước xuống cả chục lần một cách khó hiểu!

Điều nghịch lý đã được giải đáp khi các nhà khoa học xem xét da cá heo. Hóa ra nó có cấu tạo gồm 3 lớp đàn hồi, thêm vào đó lớp ở giữa có cấu trúc xốp. Vô số các vách ngăn trong đó đã uốn đi dưới áp lực của nước và bằng cách đó - dập tắt các xoáy nước hình thành quanh thân cá khi nó bơi trong nước.

Các nhà khoa học đã chế tạo được lớp phủ tương tự bằng nhựa tổng hợp. Các thử nghiệm ban đầu đã chứng tỏ hiệu quả của nó. Nhờ loại “da nhân tạo” này tốc độ của tàu biển được nâng lên 25%.

Khung xương của tháp Eiffel

Các nhà xây dựng và kiến trúc cũng rất lưu ý đến thế giới tự nhiên sống động. Họ có cái để ghen tị. Ví dụ, về chất lượng của vật liệu. Sừng của hươu về độ bền vững chắc hơn vài lần so với bất cứ vật liệu gốm nào.

Một ví dụ khác là xương. Nó có cấu trúc đảm bảo cho khung xương vừa nhẹ, vừa vững chắc.

Một công trình áp dụng phỏng sinh học rất thành công trong kiến trúc là tháp Eiffel. Được xây dựng vào cuối thế kỷ XIX, tháp này gây ngạc nhiên cho tất cả mọi người vì có cấu trúc rất độc đáo.

Chỉ sau nhiều năm các kỹ sư mới lưu ý rằng chân của tháp - về hình dạng, góc giữa các bề mặt chịu lực - giống như cấu trúc xương chày của người. Trọng lượng toàn bộ cơ thể của chúng ta dồn lên chính xương này

Phiên bản cache tại địa chỉ:
Yêu cầu xóa tin
Tin đọc nhiều nhất
  • Các tin khác: