انتقال آب با الهام از مارمولک‌ها؛ الگو‌های فناوری مدرن در طبیعت!
تاریخ انتشار: ۶ آبان ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۸۹۸۰۳۲۷
زیست‌تقلید به معنای مطالعۀ ساختار‌های زیستی برای ایجاد فناوری‌های جدید در مقیاس کلان یا نانو است.
دانشمندانِ پروژه‌ای اروپایی قصد دارند با الهام و تقلید از ریزساختار‌های پوستیِ تیرۀ خاصی از مارمولک‌ها و سوسک‌ها فناوری جدیدی را توسعه دهند.
آنها طی تحقیقات خود دریافته‌اند ریزساختار‌های پوست مارمولکِ شاخ‌شاخ ویژگی‌های منحصر به فردی دارد که برای انتقال مایعات به کار می‌آید.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
بخشی از این تحقیقات در آزمایشگاههای دانشگاه یوهانس کپلر در لیتس اتریش انجام می‌شود. آنها برای انجام آزمایش‌ها، مارمولک شاخ‌شاخی را از آمریکای شمالی به شهر لیتس بردند.
این گونه از مارمولک‌ها برای زنده‌ماندن نیاز به آب بسیار کمی دارند. آنها قادرند به طور طبیعی از شبنم یا قطرات بارانی که پشت بدنشان جمع شده، استفاده کنند؛ بنابراین محققان اروپایی با الهام از این سیستم هوشمند طبیعی، قصد دارند فناوری‌هایی در مقیاس نانو برای انتقال آب طراحی کنند.
این نوع مارمولک از تیرۀ شاخی‌مارمولکان است و مهارت‌هایی دارد که می‌تواند از شکار شدنش جلوگیری کند.
پوست این نوع مارمولک به سرعت مایعات را جذب می‌کند. فلوریان هاشن، زیست‌شناس در این باره می‌گوید: «ریزساختار‌های پوست این مارمولک به سرعت مایعات را جذب می‌کند. در لایه‌های مختلف پوست مارمولک شاخ‌شاخی، یک سیستم مویرگی وجود دارد که مایع را به سرعت به سر حشره منتقل می‌کند. سپس مارمولک می‌تواند مایع را با گوشۀ دهانش بنوشد.»
محققان این آزمایش‌ها را روی گونه‌ای از سوسک‌هایی که در آمریکای جنوبی یافت می‌شوند، انجام می‌دهند. آنها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی قوی، مدلی سه بعدی از پوست حشره، در مقیاس نانومتر می‌سازند.
زیست‌شناس دانشگاه یوهانس کپلر لیتس در این باره که این مدل به چه کار محققان می‌آید، می‌گوید: «متوجه شدیم که ترشحات دفاعی در بخش خاصی از بدن حشره و در ریزساختار‌های پوست آن قرار دارد. غدد مربوط به ترشحات دفاعی هم زیر بال‌های حشره است. ترشحات دفاعی تولیدشده از طریق ریزساختار‌های پوست، به محل اتصال بال حشره به بدنش منتقل می‌شود. سپس تبخیر شده و با ایجاد بوی بد خطر را از خود دور و به این ترتیب از خودش دفاع می‌کند.»
بخش دیگر تحقیقات این پروژۀ اروپایی در کرت یونان انجام می‌شود. محققان موسسۀ "ساختار‌های الکترونیک و لیزر" در این جزیره با پروژۀ اروپایی همکاری دارند. دانشمندان این موسسه در زمینۀ فناوری لیزر تخصص دارند. هدف آنها بازتولید مدل‌هایی است که دانشمندان علم زیست‌تقلید (بیومیمتیک) بر اساس مواد مصنوعی ساخته‌اند.
آنها برای این کار از پالس‌های کوتاه لیزر، در مقیاس بسیار کوچک استفاده می‌کنند. اوانجلوس اسکولاس، مهندس اپتیک و لیزر این موسسه در این باره که تابش پرتو لیزر چگونه در ساخت مدل‌های سه‌بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد، می‌گوید:
«تابش پرتو لیزر به ماده شوک وارد می‌کند و ساختار ماده را تغییر می‌دهد. می‌توانید در مقیاس و با تفکیک‌پذیری از چند میکرون تا چند دهم نانومتر، ساختار‌های سه‌بعدی بسازید. (برای مقایسه) این نکته را در نظر بگیرید که قطر موی شما صد میکرون است.»
مهندسان اپتیک و لیزر در موسسۀ ساختار‌های الکترونیک و لیزر با استفاده از تابش پرتو لیزر، مدل‌هایی سه‌بعدی با تقلید از ریزساختار پوست حشره می‌سازند.
ساخت مدل سه‌بعدی بر اساس ریزساختار‌های پوست حشرات چه کاربرد‌هایی دارد؟ این آزمایش‌ها برای فولاد هم انجام می‌شود که اهمیت خاصی دارد، چون با این ساختار‌ها می‌توان اصطکاک را در قطعات میکرومکانیکی و در نتیجه فرسایش آنها را کاهش داد.
مانوئل استراتکیس، مدیر این طرح می‌گوید: «در اجزای میکرومکانیکی، دو سطح داریم که از طریق روان‌ساز با هم در تماسند. در نتیجه می‌توان اصطکاک بین سطوح را با افزودن یک ساختار سطحی کاهش داد.»
این فناوری کاربرد‌های دیگر هم دارد؛ از جمع‌آوری آب موقع خشکسالی گرفته تا کاربرد در مهندسی پزشکی.
منبع:عصرایران
منبع: فرارو
کلیدواژه: مارمولک انتقال آب طبیعت قیمت طلا و ارز قیمت موبایل ساختار ها سه بعدی
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت fararu.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «فرارو» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۸۹۸۰۳۲۷ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
الماس‌هایی که دو ساعته تولید می‌شوند؛ دستاورد کیمیاگران مدرن چیست؟
دستاورد جدیدی از دنیای علم و تکنولوژی به‌تازگی خبرساز شده است؛ تولید الماس در آزمایشگاه آن هم در ۱۵۰ دقیقه. این در حالی است که تولید فلزات یا عناصر ارزشمند در تاریخ قدمت زیادی دارد.
به گزارش تجارت نیوز، میل به ساخت این عناصر ارزشمند در تاریخ بشر پیشینه‌ای طولانی دارد. اگر بخواهیم به این میل بپردازیم به کیمیاگری برخورد می‌کنیم. کیمیاگری علمی باستانی و رازآلود است که ریشه‌های آن به مصر باستان و بین‌النهرین بازمی‌گردد. کیمیاگران در جست‌وجوی راه‌هایی برای تبدیل فلزات پایه به فلزات گران‌بها مانند طلا و نقره بودند. آنها همچنین به دنبال کشف اکسیر جوانی و داروی جاودانگی بودند.
در طول قرون وسطی، کیمیاگری در اروپا و خاورمیانه به‌شدت در کانون توجه قرار گرفت. کیمیاگران در آزمایشگاههای خود به دنبال راز تبدیل فلزات بودند و در این راه از روش‌های مختلفی مانند تقطیر، تبخیر، ذوب و رسوب استفاده می‌کردند.
کیمیاگران از نماد‌ها و رمز و راز‌های زیادی در نوشته‌ها و نقاشی‌های خود استفاده می‌کردند. این امر باعث شده است رمزگشایی از متون کیمیاگری برای مورخان و دانشمندان امروزی دشوار باشد.
با وجود اینکه کیمیاگری به عنوان یک علم واقعی شناخته نمی‌شود، اما نقش مهمی در تاریخ علم و فلسفه داشته است. کیمیاگران با آزمایش‌های خود به طور اتفاقی مواد و فرایند‌های جدیدی مانند اسید سولفوریک و نیتریک اسید را کشف کرده‌اند و این کمک شایسته‌ای به حساب می‌آید.
در حالی که جست‌وجوی کیمیاگران برای تبدیل فلزات پایه به طلا و نقره به نتیجه نرسید، اما تلاش‌های آنها به طور کلی به پیشرفت علم شیمی کمک کرد. کیمیاگری همچنین الهام‌بخش هنرمندان، نویسندگان و شاعران در طول تاریخ بوده است.
با اینکه کیمیاگران و کیمیاگری دچار تحولات هویتی شدند، اما ماهیت این زمینه تحقیقاتی همچنان باقی است. اولاً که شیمی به شکل سازمان‌یافته‌ای مواد را از بابت آنچه تشکیل‌شان می‌دهد بررسی می‌کند و از طرف دیگر امکانات ساخت مواد را مطرح می‌کند.
الماس‌هایی که در دو ساعت تولید می‌شوند!در خبری شگفت‌انگیز، دانشمندان در یک آزمایشگاه در دانشگاه هاروارد موفق به ساخت الماس در عرض ۱۵۰ دقیقه شدند. این دستاورد انقلابی، گامی بزرگ در جهت تولید الماس مصنوعی با کیفیت بالا و با قیمتی به‌مراتب ارزان‌تر از الماس‌های طبیعی به شمار می‌رود.
ده‌ها سال است که دانشمندان در تلاش‌اند روش‌های جدیدی برای ساخت الماس مصنوعی پیدا کنند. روش‌های سنتی تولید الماس مصنوعی، فرایندی پرهزینه و زمان‌بر است که نیازمند فشار و گرمای شدید برای مدت طولانی است. این روش‌ها اغلب منجر به تولید الماس‌های کوچک و ناقص می‌شوند.
در سال‌های اخیر، دانشمندان روش‌های جدیدی برای ساخت الماس مصنوعی با استفاده از فناوری‌های پیشرفته مانند لیزر و نانوتکنولوژی توسعه داده‌اند. این روش‌ها به طرز چشمگیری سریع‌تر و کارآمدتر از روش‌های سنتی هستند و می‌توانند الماس‌هایی باکیفیت در اندازه‌های مختلف تولید کنند.
دستاورد کیمیاگران مدرن چیست؟در این تحقیق جدید، دانشمندان از روشی به نام «سنتز الماس با لیزر پالس فوق سریع» استفاده کردند. در این روش، پالس‌های لیزر فوق کوتاه و پرقدرت به یک صفحه نازک از گرافیت تابانده می‌شود. این پالس‌های لیزر، اتم‌های کربن را از ساختار گرافیت جدا و آنها را به شکل ساختار الماس مرتب می‌کنند.
این فرایند در عرض ۱۵۰ دقیقه و در دمای نسبتاً پایین انجام می‌شود. در حالی که روش‌های سنتی تولید الماس مصنوعی به فشار و گرمای شدید در حدود پنج هزار درجه سانتی‌گراد و به مدت چندین هفته نیاز دارند. طبیعتاً فراهم کردن این شرایط بسیار پرهزینه‌تر از روش جدید است.
الماس‌های دوساعته چگونه آینده را تغییر می‌دهند؟این دستاورد انقلابی، پتانسیل‌های متعددی را برای آینده به ارمغان می‌آورد. با تولید الماس مصنوعی باکیفیت و به قیمتی ارزان‌تر، می‌توان از آنها در زمینه‌های گوناگونی از جمله جواهرات، ابزار‌های برش، قطعات الکترونیکی و حتی ایمپلنت‌های پزشکی استفاده کرد.
علاوه بر این، این روش جدید می‌تواند به دانشمندان در مطالعه بهتر ساختار و خواص الماس کمک کند و زمینه را برای کشف مواد جدید و شگفت‌انگیز در آینده فراهم کند.
حمله به نمازگزاران در گذره هرات افغانستان/ ۶ نفر شهید شدند