Μουσείο Τυπογραφείας

Ο βιομιμητισμός ελπίδα προστασίας του πλανήτη

Η βιόσφαιρα, η κτίση του Κτίστη, κάτω από την επίδραση των φυσικών νόμων, που είναι απαυγάσματα της Θείας νομοτέλειας, του “καλά λίαν”, διαμορφώνεται σε πληθώρα αλληλοεξαρτημένων μακρο και μικροοικοσυστημάτων.
Τ α οικοσυστήματα αυτά, ως αποτέλεσμα των αλληλεπιδράσεων των διαφόρων φαινομένων του συναγωνισμού, του αμενσαλισμού, του κομενσαλισμού, της αδιαφορίας, του παρασιτισμού, της συμβίωσης, της αντιβίωσης και της θήρευσης, χαρακτηρίζονται από τη δική τους φυσιογνωμία, λειτουργικότητα, παραγωγικότητα και ομοιόσταση, γεγονός που διαρκώς υπενθυμίζει τον οδοδείκτη ψαλμό του προφητάνακτα Δαβίδ «ὡς ἐμεγαλύνθη τὰ ἔργα σου, Κύριε· πάντα ἐν σοφίᾳ ἐποίησας, ἐπληρώθη ἡ γῆ τῆς κτίσεώς Σου». Έτσι, κάθε οργανισμός συμπεριφέρεται ως ανταγωνιστής και ανταγωνιζόμενος, ως καταναλωτής και καταναλισκόμενος και η ύπαρξη και η επιβίωσή του εξαρτάται από το βαθμό πειθαρχίας σ’ αυτήν τη νομοτέλεια. Πέρασαν 3.8 δισεκατομμύρια χρόνια από τη γένεση του πρώτου βακτηρίου στον πλανήτη. Στο διάστημα αυτό τα 15 εκατομμύρια είδη των οργανισμών της βιόσφαιρας του πλανήτη με τις φυσικές αλληλεπιδράσεις δημιουργούν μια δυναμική εξισορρόπηση με εκατομμύρια στρατηγικές, μεθόδους και συστήματα.
Ο άνθρωπος, η κορωνίδα των δημιουργημάτων, με την εκφιλοσόφηση και εκνομίκευση της Πίστης, ακολουθώντας την αλλοτριωτική πορεία της φραγκολατινικής Χριστιανοσύνης, οδηγείται στις στενωπούς του εγωκεντρισμού, του σχολαστικισμού, του νομιναλισμού, του ουμανισμού, της μεταρρύθμισης και του διαφωτισμού. Σήμερα, το «έλλογο» αυτό ον, παρά τη Θεία εντολή και ευλογία που έλαβε να άρχει «δια του Κτίστου», “…αυξάνεσθε και πληθύνεσθε και πληρώσατε την γην και κατακυριεύσατε αυτής και άρχετε των ιχθύων της θαλάσσης και των πετεινών του ουρανού και πάντων των κτηνών και πάσης της γης και πάντων των ερπετών των ερπόντων επί της γής…” να συνεργάζεται και να φυλάγει την Κτίση, “…έλαβε ο Κύριος ο Θεός τον άνθρωπον, ον έπλασε, και έθετο αυτόν εν τω παραδείσω της τρυφής, εργάζεσθαι αυτόν και φυλλάσσειν… “, κάτω από την επήρεια των παραπάνω ρηγμάτων του πολιτισμικού και θρησκευτικού ιστού, προβαίνει με τη δράση του και στο όνομα και του ψευτοδιλήμματος του δυαλισμού “Δημιουργία ή Εξέλιξη” σε βαθειά αποϊσορρόπιση και αναστάτωση των διαφόρων οικοσυστημάτων του φυσικού περιβάλλοντος. Γίνεται από χρήστης καταχραστής, από προστάτης δυνάστης, από συνεργάτης καταληστευτής και από οδοδείκτης και ιερέας αποπροσανατολιστής και καταστροφέας των δημιουργημάτων. «Είναι πολύ λυπηρό να μιλάει η φύση και να μην την ακούει το ανθρώπινο γένος» θα πει ο Βίκτωρ Ουγκώ. Κι έχει απόλυτο δίκαιο.
Ο άνθρωπος για παράδειγμα διαμορφώνει το οικιστικό περιβάλλον, όπως επιθυμεί ο ίδιος. Χτίζει κατά το δοκούν σπίτια , δημιουργεί οικισμούς και κοινότητες. Οι δυσμενείς πολλές φορές επιπτώσεις από την παρέμβαση αυτή καθίστανται μη αναστρέψιμες. Η υπερεκμετάλλευση των φυσικών πόρων, η υπερκατανάλωση ενέργειας η απώλεια της βιοποικιλότητας είναι βασικά σήμερα προβλήματα. Ζούμε στη φύση βλέποντας την ως κάτι δεδομένο, ως μία διακόσμηση, ως ένα περιβάλλον που φτιάχτηκε για μας, για την αύξησή μας και για την ανάπτυξη. Κανείς δεν σκέφτηκε πως η φύση ζει εδώ και μερικά δισεκατομμύρια χρόνια και πως έχει τη δική της νομοτέλεια και τη δύναμη να διορθώνει από μόνη της κάθε ανισορροπία. Το 12-37 % των φυτών και των ζώων κινδυνεύει να εξαφανιστεί μέχρι το 2050, αν συνεχίσει η ανθρώπινη δραστηριότητα να αναπτύσσεται χωρίς να λαμβάνει υπόψη το περιβάλλον. Κάθε μέρα ξοδεύονται 80 εκατομμύρια βαρέλια πετρελαίου, πράγμα που ισοδυναμεί με 27 χρόνια σχηματισμού του. Στα προβλήματα αυτά υπεισέρχονται και διάφορες οικονομοκοινωνικές δυσκολίες. Η ικανότητα αντοχής του περιβάλλοντος βασική και γνωστή στην οικολογία έννοια δεν λαμβάνεται υπόψη. Έτσι το ανθρώπινο οικολογικό αποτύπωμα πολλές φορές ξεπερνάει τη δύναμη αντοχής της φύσης.
Για να αναγνωρίσει κανείς τη φύση πρέπει να μάθει να την παρατηρεί, να τη μελετάει, να την ακούει και να την καταλαβαίνει. Τότε μόνο μπορεί να ανακαλύψει τα μοντέλα της και να εμπνευστεί καινοτομίες για τη ζωή του.
Γιατί λοιπόν ο Homo sapiens να μην αναδημιουργήσει την αρμονία μεταξύ των ενδιαιτημάτων του και της φύσης ,ώστε να βρει κάποια ισορροπία και να αυξήσει τη βιωσιμότητα ;
Απάντηση στο καυτό αυτό ερώτημα δίνει μια νέα «εικοσάχρονη» επαναστατική επιστήμη ο βιομημιτισμός ή βιομίμηση ή βιομιμητική (Biomimétisme Biomimesis, Biomimetic, Biomimicry). Η επιστήμη αυτή, χάρη στην άοκνη προσπάθεια των φερέλπιδων υποστηρικτών της επιστημόνων, επωμίστηκε το όραμα της αλλαγής της πορείας της ανθρωπότητας από τα διαστρεβλωμένα μοντέλα και συστήματα που καταστρέφουν την ίδια και τον πλανήτη προς την εναρμόνιση και αξιοποίηση των διδαγμάτων της φύσης.
Η πολλά υποσχόμενη επιστήμη του Βιομιμητισμού έχει ως προτεραιότητα τη μελέτη σε βάθος της φύσης και των νόμων που τη διέπουν εδώ και μερικά δισεκατομμύρια χρόνια με τελικό στόχο την αξιοποίηση της τεχνογνωσίας που θα προκύψει στην παραγωγή καινοτόμων και εμπνευσμένων από τη φύση εφαρμογών σε όλους τους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας. Η τεχνογνωσία αυτή είναι δοκιμασμένη και απαύγασμα της «Θείας οικονομίας». Οι εφαρμογές κατά συνέπεια και οι πρακτικές δεξιοτεχνίες που θα ανακαλυφθούν δεν θα είναι βραχύχρονες, παρείσακτες και αντιοικολογικές , αλλά διηνεκείς, πειθαρχημένες και ελεγχόμενες από τη φυσική νομοτέλεια. Ο Βιομιμητισμός με απλά λόγια είναι η οικολογική επιστήμη που μελετά τη φύση, την οποία θεωρεί ως μία ανεξάντλητη πηγή έμπνευσης για νέες καινοτόμες τεχνολογίες για την επίλυση των ανθρώπινων προβλημάτων. Τα προβλήματα αυτά η φύση, ευρηματική από ανάγκη, τα έχει λύσει προ πολλού με διάφορα μοντέλα, στρατηγικές και διαδικασίες. Ο έμβιος μακρο και μικρόκοσμος χαρακτηρίζεται ως τέλειος «μηχανικός» γιατί κατάφερε να βρει «τι δουλεύει, τι είναι χρήσιμο και τι διαρκεί εδώ και πολλούς αιώνες» στον πλανήτη μας.
janineΕννοιολογικά ο Βιομημιτισμός ορίζεται για πρώτη φορά το 1997 από την αμερικανίδα φυσιοδίφη Janine Benyus. Πρόκειται κατά τη φυσιοδίφη αυτή για μια νέα επαναστατική προσέγγιση, που χρησιμοποιεί τις αρχές της μεταφοράς και της προσαρμογής των στρατηγικών που αναπτύσσονται από τους ζωντανούς οργανισμούς και τα οικοσυστήματα, για την παραγωγή αγαθών και καινοτόμων υπηρεσιών συμβατών με τη βιόσφαιρα με πιο βιώσιμο και οικολογικό τρόπο, προκειμένου να ανταποκριθεί στις προκλήσεις της ανθρώπινης κοινωνίας. Η επιστήμη αυτή έρχεται αρωγός στην προσπάθεια αλλαγής της οικολογικής συμπεριφοράς του ανθρώπου. Τον θέλει φύλακα των κτισμάτων του Μεγάλου Δημιουργού και όχι «δεινάστη».
Ήδη οι αναδυόμενες επιστήμες της αλληλοπάθειας ,της νανοτεχνολογίας , της βιοϊατρικής τεχνολογίας και της βιοϊονικής χρησιμοποιούν βιομιμητικές μεθόδους που η φύση έχει αναπτύξει πάνω από 3.8 δισεκατομμύρια χρόνια. Η αλληλοπάθεια με τις βασικές αρχές της είναι το εργαλείο της φύσης για να επιτευχθεί βιώσιμη ισορροπία στη βιόσφαιρα. Εξάλλου η φύση δεν κάνει τίποτα το ατελές και ούτε στα χαμένα κατά τον Αριστοτέλη « Η φύσις μηδέν μήτε ατελές ποιεί μήτε μάτην». Είναι στις μέρες μας διακριβωμένο πως η εξελικτική πορεία των έμβιων όντων είναι γεμάτη από παραδείγματα φυσικών μοντέλων προσαρμοστικότητας και ισορροπίας.
Η μελέτη των φυσικών νόμων, που υπόσχεται η επιστήμη του Βιομιμητισμού μπορεί να βοηθήσει τη σημερινή ανθρωπότητα να βγει από το ρόλο του «μαθητευόμενου μάγου», να ξεφύγει από το αδιέξοδο στο οποίο έχει περιέλθει, να απαλλαγεί από την αρρωστημένη κερδοφρένεια και να βρει το δρόμο της λογικής. Μπορεί να συνεχίσει να παρεμβαίνει, αλλά με φιλικό προς το περιβάλλον τρόπο και μεγαλύτερη υπευθυνότητα διευκολύνοντας έτσι τη φύση να ανακτήσει την αντοχή της.

Τα επίπεδα προσέγγισης της επιστήμης του Βιομιμητισμού εστιάζονται:
• Στον προσδιορισμό του προβλήματος.
• Στην ερμηνεία με βιολογικούς όρους και στον καθορισμό των παραμέτρων του προβλήματος.
• Στην αναζήτηση βιολογικών παραδειγμάτων που ανταποκρίνονται στο πρόβλημα.
• Στην αξιολόγηση και στην ταξινόμηση των οργανισμών που μπορούν να βοηθήσουν στη λύση του προβλήματος.
• Στην έμπνευση και στην ανάπτυξη βιολογικών λύσεων που άπτονται του προβλήματος.
• Στην εφαρμογή της καινοτόμου λύσης με το μικρότερο κόστος και το μεγαλύτερο σεβασμό της φύσης.
Υπάρχουν πολλές εκοτοντάδες παραδείγματα βιομίμησης σε όλους τους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας που είναι δύσκολο να αναφερθούν στα πλαίσια του συγκεκριμένου άρθρου.

Αλληλοπάθεια. Είναι το φυσικό φαινόμενο στο οποίο στηρίζεται η ισορροπία και η επιβίωση των έμβιων όντων στη βιόσφαιρα του πλανήτη. Το φαινόμενο αυτό με τη βοήθεια της αγροοικολογίας και της βιομοριακής χημείας έφερε στην πράξη τεχνολογίες και προϊόντα που θα τα ζήλευε κάθε συμβατική επιστήμη. Δεν πρέπει να ξεχνάει κανείς την προέλευση της ασπιρίνης, την παρασκευή αντιβιοτικών από τη φύση, τη δυνατότητα αντιμετώπισης των ιών, των μυκήτων και των βακτηρίων με τη χρησιμοποίηση υπομολυσματικών στελεχών, τα φυσικά προϊόντα με βάση τις παθοτοξίνες ή διάφορα άλλα αλληλοχημικά, την αντιμετώπιση των εδαφικών ασθενειών των φυτών με τις μυκόρριζες ή με την ηλιοθέρμανση του εδάφους, την ύπαρξη στη φύση εδαφών αφιλόξενων για τα παθογόνα χάρη στην ανάπτυξη ανταγωνιστών μικροοργανισμών, την ευρεία σήμερα χρήση των τεχνητών ανθεκτικών στις ασθένειες εδαφών, την τεχνική του ενδοφυτισμού στους χλοοτάπητες και τόσες άλλες περιπτώσεις.

Αιολική ενέργεια. Η καναδική εταιρεία αιολικής ενέργειας Whalepower εμπνεύστηκε από τις μεγάπτερες φάλαινες και τα δελφίνια για να κατασκευάσει τα πτερύγια των ανεμογεννητριών της. Με τον τρόπο αυτό πέτυχε τη μείωση του θορύβου, την βελτίωση της σταθερότητας και την αύξηση της απόδοσης σε ενέργεια κατά 20%.

Φωτοβολταϊκά. Η ηλιακή πεταλούδα Morpho menelaus παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον στην βιομιμητική. ο Serge Berthier, καθηγητής στο Ινστιτούτο Νανοεπιστημών του Παρισιού μελετάει την καταπληκτική δομή των πτερών της πεταλούδας αυτής προκειμένου να κατασκευάσει φωτοβολταϊκά πάνελ με θερμοκρασία που δεν τα καταστρέφει. Πράγματι η πεταλούδα αυτή, όταν η περιβαλλοντική θερμοκρασία ανεβεί πάνω από 40ο C εκπέμπει από τα φτερά της υπέρυθρη ακτινοβολία με αποτέλεσμα να μειώνεται η θερμοκρασία. Η διαδικασία αυτή παρεμπιπτόντως προσδίδει το όμορφο μπλε μεταλλικό της χρώμα

Βιοαπορρύπανση. Ο μικροβιακός μεταβολισμός οργανικών ξενοβιοτικών ρύπων στο έδαφος αποκτά ολοένα και περισσότερο πρακτική εφαρμογή. Οι κυριότεροι οργανικοί ξενοβιοτικοί ρύποι είναι οι πολυαρωματικοί υδρογονάνθρακες (PAHs),τα πολυχλωριωμένα διφαινύλια (PCBs), οι πολυχλωριωμένες διβενζοδιοξίνες, τα νιτροαρωματικά (ΤΝΤ, νιτρογλυκερόλη), τα γεωργικά φάρμακα και προϊόντα μεταβολισμού τους, οι χλωροφαινόλες, τα χλωροαλκάνια ή χλωροαλκένια κα τα οργανομεταλλικά σύμπλοκα . Χρησιμοποιείται κυρίως ο καταβολισμός ( catabolism) που απολήγει στην ανοργανοποίηση των ρύπων. Στον καταβολισμό παρατηρείται ταχύτατος ρυθμός αποδόμησης των οργανικών ξενοβιοτικών ρύπων. Η ενέργεια που παράγεται χρησιμοποιείται άμεσα για την αύξηση και ανάπτυξη των μικροοργανισμών, οι οποίοι συνεχίζουν το έργο τους ακόμα και αν υπάρχει εύκολα διαθέσιμο Άζωτο και Άνθρακας. Οι μικροοργανισμοί που χρησιμοποιούνται είναι μύκητες και βακτήρια. Οι μύκητες λευκής σήψης (White Rot Fungi -WRF) ανήκουν κυρίως στα είδη Phanerochaete chrysosporium, Phanerochaete sorbid,Coriolus versicolor, και Pleurotus sp. Τα βακτήρια χρησιμοποιούνται κυρίως για τη βιολογική απορρύπανση των εδαφών από γεωργικά φάρμακα ,πετρέλαια,, PCP, PCBs. Σε εδάφη και υδροφόρα συστήματα που περιείχαν σημαντικές συγκεντρώσεις πενταχλωροφαινόλης η εφαρμογή βακτηρίων Rhodococcus chlorophenolicus, Sphingomonas chlorophenolica, Mycobacterium chlorophenolicum) και μυκήτων Phanerochaete chrysosporium οδήγησε σε σχεδόν πλήρη καταβολισμό της ουσίας προς CO2.Χαρακτηριστική είναι η περίπτωση απορρύπανσης των ακτών της Αλάσκας από το πετρέλαιο του υπερδεξαμενόπλοιου Exon Valdez που ναυάγησε το 1989.

Κατασκευή βέλκρο. Η κολλιτσίδα Arctium lappa ήταν η αφορμή, ώστε ο Ελβετός μηχανικός Georges de Mestral να επινοήσει το 1948 το συνδετήρα hook-and-loop γνωστό περισσότερο ως βέλκρο (velcro). Η έμπνευσή του ήρθε κατά τη διάρκεια της προσπάθειάς του να αφαιρέσει τους καρπούς της κολλιτσίδας από το τρίχωμα του σκύλου του και το πλεκτό του πουλόβερ. Καθώς λοιπόν δε μπορούσε να τους αφαιρέσει εύκολα αποφάσισε να τους μελετήσει στο μικροσκόπιο για να καταλάβει τι ακριβώς συμβαίνει. Αυτό που είδε ήταν πως οι καρποί έφεραν εκατοντάδες μικροάγγιστρα. Αυτή η παρατήρηση του Mestral ήταν η αρχή για την κατασκευή του βέλκρο.

Το Γιαπωνέζικο τραίνο Shinkansen. Το τραίνο αυτό τρέχει με ταχύτητα πάνω από 300 χιλιόμετρα την ώρα. Αρχικά η ταχύτητα του τραίνου μειώνονταν αισθητά κατά το πέρασμα από τούνελ εξαιτίας του σχηματιζόμενου ισχυρού ρεύματος. Ο θόρυβος επίσης ξεπερνούσε τα επιτρεπτά ακουστικά όρια. Ο μηχανικός Eiji Nakatsu με τη βοήθεια της βιομίμησης έλυσε το πρόβλημα. Τη λύση τη βρήκε παρατηρώντας και μελετώντας το θαλασσοπούλι Αλκιόνη (Alcedo atthis ). Το πουλί αυτό βουτάει στο νερό για να αρπάξει τη λεία του χωρίς να μειώνει την ταχύτητα και χωρίς στροβιλισμό. Αυτό το οφείλει στη μορφή της κεφαλής. Οι μηχανικοί έδωσαν στο μπροστινό τμήμα του τραίνου τη μορφή του πουλιού. Το αποτέλεσμα ήταν αναπάντυχο. Ο θόρυβος ελαττώθηκε. Η κατανάλωση ηλεκτρικού ρεύματος περιορίστηκε κατά 15% και η ταχύτητα αυξήθηκε κατά 10%.

Παθητικό σύστημα κλιματισμού. Οι τερμιτοφωλιές διατηρούν εσωτερικά τη θερμοκρασία δωματίου. Το υλικό κατασκευής από χώμα ,σκόνη ξύλου και σάλιο τερμιτών έχει αντοχή τσιμέντου. Μπορούν να υψωθούν μέχρι και 3 μέτρα και είναι ένα σημαντικό επίτευγμα, αν λάβει κανείς υπόψη το μέγεθος των εντόμων αυτών. Η εσωτερική θερμοκρασία είναι γύρω στους 27 °C, όταν στο περιβάλλον την ημέρα είναι 40 °C και τη νύκτα 3 °C. Οι τερμίτες ανοίγουν και κλείνουν τις τρύπες αερισμού στη βάση της τερμιτοφωλιάς για την είσοδο καθαρού φρέσκου αέρα και την μετακίνηση του θερμού προς τα πάνω, όπου και διαμένουν. Οι στοές της βάσης φτάνουν μέχρι τα υδατικά στρώματα. Κατασκευάζουν δηλαδή ένα τέλειο σύστημα κλιματισμού. Είναι το παθητικό σύστημα εξαερισμού που θέλησε ο αρχιτέκτονας Mike Pearce να εφαρμόσει το 1996 στα γραφεία στο Eastgate στο Χαράρε (Harare ) της Ζιμπάμπουε (Zimbabwe). Κατά τον ίδιο τρόπο ένας τσιμεντένιος σωλήνας φέρνει φρέσκο αέρα σε κάθε πάτωμα και ο ζεστός αέρας ανεβαίνει προς την οροφή όπου απάγεται με καμινάδες της στέγης. Το παθητικό αυτό σύστημα ρύθμισης της θερμοκρασίας εμπνευσμένο από εκείνο των τερμιτοφωλιών επέτρεψε εξοικονόμηση της ενέργειας κατά 35% σε σχέση με τα συμβατά συστήματα και μείωσε το κόστος σε βαθμό, ώστε το ενοίκιο να ελαττωθεί κατά 20%.

Ολοκληρωμένη ανακύκλωση .Η φύση ανακυκλώνει τα πάντα, ακόμα και την ανταμοιβή της συνεργασίας. Τίποτα δεν χάνεται, τίποτα δεν δημιουργείται. Τα πάντα μετασχηματίζονται. Ο νόμος αυτός ακούγεται από την εποχή του Lavoisier για κάθε υλικό του πλανήτη. Στο Kalundborg της Δανίας στις αρχές της δεκαετίας του 1990 δημιουργήθηκε ένα «συμβιωτικό» οικοβιομηχανικό πάρκο. Το πάρκο αυτό συγκεντρώνει διάφορες βιομηχανίες που ανακυκλώνουν την ενέργεια που έχουν ανάγκη. ‘Έτσι σε πρώτη φάση μοιράζονται το νερό και τον ατμό. Τα χρησιμοποιημένα νερά του διυλιστηρίου προορίζονται για την ψύξη του κεντρικού ηλεκτρικού σταθμού. Ο ατμός πωλείται σε άλλη μονάδα που παράγει οικοδομικά πάνελ, ενώ το ζεστό νερό ξαναπωλείται σε ένα ιχθυοτροφείο. Από την άλλη μεριά οι αποθειωμένοι υδρατμοί του ηλεκτρικού σταθμού μειώνουν τις εκπομπές ρύπων στην ατμόσφαιρα και παράγεται η γύψος των οικοδομικών πάνελ. Η συμβιωτική αυτή διαδικασία ανακύκλωσης των φυσικών οικοσυστημάτων επιτρέπει την αύξηση της παραγωγικότητας και προσπορίζει μεγάλα οικονομικά ,περιβαλλοντικά και ενεργειακά οφέλη.

Καντράν κινητών με μικρή αντανάκλαση. Μία ομάδα γερμανών επιστημόνων του Ινστιτούτου Karlsruhe Institut für Technologie ασχολήθηκε με την πεταλούδα Greta oto, της οποίας τα φτερά είναι διαφανή. Η πεταλούδα αυτή δεν αντανακλά το φως προστατευόμενη έτσι από τους εχθρούς της. Γενικά τα διαφανή αντικείμενα δεν αντανακλούν το φως Το γυαλί για παράδειγμα ανάλογα με τη γωνία πρόσπτωσης του φωτός αντανακλά το 8-100% του φωτός. Η εν λόγω πεταλούδα σε οποιαδήποτε γωνία πρόσπτωσης δεν αντανακλά παρά το 2-5%. Ένα φαινόμενο που είναι πέρα από το φάσμα του φωτός και φτάνει στο φάσμα των μη ορατών υπέρυθρων και υπεριωδών ακτινών. Η έρευνα στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο έδειξε πως η δομή των φτερών στην επιφάνειά τους παρουσιάζει μία ιδιότυπη νανοδομή με ανώμαλη διάταξη και με τη μορφή νανοκολωνών ύψους 400-600 νανόμετρα και απόσταση μεταξύ τους 100-140 νανόμετρα. Η νανοδομή αυτή βοηθάει στην πράξη να κατασκευαστούν επιφάνειες με μικρή αντανάκλαση κινητών τηλέφωνων ώστε το καντράν τους να είναι ορατό ακόμα και στον πλήρη ήλιο. Κάτι ανάλογο ισχύει και με τα γυαλιά. Το σπουδαίο είναι πως οι επιφάνειες αυτές είναι αδιάβροχες και αυτοκαθαριζόμενες.

Αντιμετώπιση της αγχοφοβίας από ενέσεις. Υπάρχουν άνθρωποι που πάσχουν από αγχοφοβία για τις ενέσεις. Δυο Ιαπωνικές εταιρίες μελέτησαν το ανώδυνο του τσιμπήματος των κουνουπιών. Έτσι μπόρεσαν να κατασκευάσουν ιατρικές βελόνες με κωνική αντί κυλινδρική ακίδα. Πραγματική επανάσταση. Μόνο το 2005 οι νέες ιατρικές βελόνες Nanopass 33 πουλήθηκαν σε ποσότητες εκατομμυρίων.

Λάμπες LED. Οι λάμπες αυτές έχουν μικρή αποτελεσματικότητα εκπομπής φωτός. Η μελέτη της κοιλιάς των πυγολαμπίδων έδωσε την έμπνευση να τις βελτιώσουν. Πράγματι η κοιλιά της πυγολαμπίδας του γένους Photurisείναι φολιδωτή σαν δόντια πριονιού. Αυτό βοηθάει στην πιο έντονη φωτεινότητα. Η μελέτη της μικροσκοπικής δομής της κοιλιά της πυγολαμπίδας βοήθησε, ώστε οι λάμπες LED να αυξήσουν τη φωτεινότητα κατά 55%.

Αντιμετώπιση βακτηριακής μόλυνσης. Οι Καρχαρίες των νησιών Galapagos παρόλο που δεν κινούνται γρήγορα δεν έχουν ούτε ένα βακτήριο στην επιφάνεια του σώματος και δεν παρουσιάζουν καμία μόλυνση. Βασική αιτία είναι η οδοντωτή μορφή των λεπιών τους. Η αμερικάνικη εταιρεία Sharklet™ μελετώντας την ιδιαιτερότητα της δομής αυτής κατασκεύασε μία αντιβακτηριακή κάλυψη πολύ χρήσιμη στα νοσοκομεία. Αυτή η τεχνολογία είναι πολύ επαναστατική και μπορεί να περιορίσει στο ελάχιστο τα χορηγούμενα φάρμακα και τις νοσοκομειακές λοιμώξεις κατά τη διάρκεια της παραμονής των σθενών στα νοσοκομεία.

Αντιμετώπιση λειψυδρίας. Ο σκαραβαίος της ερήμου Namib Onymacris unguicularisκαταφέρνει να εξασφαλίσει το νερό που χρειάζεται για την επιβίωσή του στην περιοχή που δεν βρέχει σχεδόν ποτέ. Επιζεί σε περιοχή που βρέχει μόνο 1,3 εκατοστά τον χρόνο σε βροχή. Πράγματι η έρημος Ναμίμπ είναι ένα εξαιρετικά εχθρικό για ζωή περιβάλλον. Η άμμος μπορεί να φτάσει τους 60οC, ενώ οι θυελλώδεις άνεμοι και οι εξαιρετικά σπάνιες βροχοπτώσεις, κάνουν τη ζωή στην περιοχή αδιαμφισβήτητα πρόκληση. Το σκαθάρι αυτό την αυγή και πριν αρχίσει ο καύσωνας ανεβαίνει σε κορυφογραμμές αμμόλοφων στρέφει την κεφαλή προς τον πνέοντα άνεμο και τεντώνει τα μακριά του πόδια προς τα πίσω σχηματίζοντας γωνία 45ο. Το ψυχρότερο σώμα του συμπυκνώνει τη δροσιά ή την ομίχλη της ερήμου Σχηματίζονται μικροσταγόνες στα έλυτρα που έχουν χαρακτηριστική υβώδη μικροδομή. Οι μικροσταγόνες μεγαλώνουν και διοχετεύονται σε υδρόφοβα με κέρινη επικάλυψη μικροαυλάκια που απολήγουν στο στόμα .
Ο μηχανισμός αυτός συλλογής του νερού μελετήθηκε σε βάθος προκειμένου να αναπτυχθεί τεχνολογία ικανή να λύσει το πρόβλημα της λειψυδρίας του πλανήτη μας. Σχεδόν ένας στους δύο ανθρώπους στη Γη, ζουν σε συνθήκες έντονης λειψυδρίας. Περίπου τρία δισεκατομμύρια άνθρωποι δεν έχουν πρόσβαση σε πηγές νερού για να ικανοποιήσουν τις βασικές βιολογικές τους ανάγκες. Σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας, η ζήτηση αυξάνεται δραστικά, αλλά η προσφορά παραμένει σταθερή. Στο πανεπιστήμιο Rice του Τέξας κατασκευάστηκε ένα απλό σύστημα συλλογής νερού σε ερημικές περιοχές με ευθυγραμμισμένους νανοσωληνίσκους από άνθρακα. Το σύστημα είναι καλυμμένο στο πάνω μέρος από υδρόφιλα και στο κάτω μέρος υπερυδρόφοβα πολυμερή. Η δομή του συστήματος ονομάζεται «υγροσκοπικό ικρίωμα» (hygroscopic scaffold) και μπορεί να αντλήσει νερό χωρίς καμιά πηγή ενέργειας.Σε δοκιμή βρέθηκε πως το σύστημα αυτό μπορεί να συλλέξει σε ξηρές συνθήκες νερό ίσο με το 27% του βάρους του σε 11 ώρες. Δύο ζωολόγοι στην Αγγλία κατάφεραν να αναπτύξουν ανάλογο δίχτυ νανοσωλήνων για συλλογή νερού σε κτίσματα ή σε τμήματα ανάπτυξης θερμοκηπιακών καλλιεργειών.
Στην έρημο της Αυστραλίας υπάρχει μία σαύρα η Moloch horridus που με την ίδια τεχνική εξασφαλίζει το απαραίτητο νερό. Στη ράχη της φέρνει ακανθώδη εξαρτήματα και πολλά μικροκανάλια που συγκεντρώνουν το νερό. Τελευταία γίνεται ανάλογη μεγάλη προσπάθεια για να αναπτυχθούν συστήματα εξοικονόμησης νερού σε άνυδρες περιοχές.

Το φαινόμενο του Λωτού. Οι επικαλύψεις με ειδικό φιλμ για την προστασία των τζαμιών των κτιρίων ή πινάκων ζωγραφικής ή τζαμιών αυτοκινήτων από βροχή και σκόνη εφευρέθηκαν από τη μελέτη των φύλλων του υδροχαρούς, αλλά υπερυδροφοβικού φυτού Nelumbo nucifera. Για τους αρχαίους Αιγυπτίους ήταν ιερό φυτό και γνωστό με το όνομα ο κόκκινος λωτός. Οι βουδιστές θεωρούσαν το φυτό αυτό σύμβολο καθαρότητας. Και δεν είναι τυχαίος ο συμβολισμός αυτός. Ποτέ δεν βρίσκει κανείς το φυτό αυτό βρώμικο ή σκονισμένο. Κι αυτό το φαινόμενο το γνωστό ως φαινόμενο του λωτού (effet Lotus) προστατεύει το φυτό από τους διάφορους εχθρούς και ασθένειες που ευνοούνται από το περιβάλλον στο οποίο αναπτύσσεται. Ο υπερυδροφοβισμός των φύλλων του φυτού αυτού οφείλεται στην ειδική αυτοκαθαριστική δομή της φυλλικής επιφάνειας με τη βοήθεια της φωτοσύνθεσης. Μελετήθηκε από τον Γερμανό βιολόγο Wilhelm Barthlott το 1976. Η επιφάνεια των φύλλων στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο είναι υβώδης με ύψος των ύβων μερικά μικρόμετρα. Η επαφή της σταγόνας του νερού με την επιφάνεια ακολουθεί το νόμο Young-Dupré και σχηματίζει γωνία ίση με 150ο ή μεγαλύτερη πράγμα που σημαίνει πως μόνο το 2-5% της σταγόνας βρίσκεται σε επαφή με την επιφάνεια. Στην αρχή αυτή βασίζεται και το υδρόφοβο τσιμέντο και ρούχα. Από το 2002 η κατασκευή αυτοκαθαριζόμενων τζαμιών δεν είναι ουτοπία. Η έρευνα έφερε στο προσκήνιο τζάμια που δεν «λερώνονται» από ίχνη βροχής, σκόνη και άλλους ατμοσφαιρικούς ρύπους. Τα τζάμια αυτά με τη βοήθεια των υπεριωδών ακτινοβολιών του ηλιακού φωτος φωτοκαταλύουν τους οργανικούς ρύπους ,γίνονται υδρόφιλα με αποτέλεσμα το νερό να απομακρύνει τους διάφορους ρύπους .Η πρώτη εταιρεία που κατασκεύασε τα αυτοκαθαριζόμενα τζάμια είναι η Pilkington. Την εταιρεία αυτή ακολούθησε η γαλλική επιχείρηση Saint-Gobain. Η γερμανική εταιρεία ERLUS θα κατασκευάσει στηριζόμενη στο φαινόμενο του λωτού αυτοκαθαριζόμενα κεραμίδια. Η τυροκομική επιχείρηση TECNAL χρησιμοποιεί το φαινόμενο του λωτού για να αποφύγει το μούχλιασμα των τυριών κατά την τυροκόμηση. Με βάση το φαινόμενο της φωτοκατάλυσης κατασκευάστηκαν οικολογικά πλακίδια αυτοκαθαριζόμενα από γνήσια πορσελάνη, άργιλο και σε μικρομετρική ποσότητα των φωτοκαταλύτη του διοξειδίου του τιτανίου (TiO2).Άρχισαν επίσης να εμφανίζονται στην αγορά που καθιστούν τα τζάμια του αυτοκινήτου και άλλα υφασμάτινα υλικά υδροφόβα. Υπάρχουν σήμερα βαμβακερά μαγιό τόσο υδρόφοβα που όταν βγαίνει κανείς από το νερό είναι ολόστεγνα. Ο Έλληνας επίκουρος καθηγητής και ερευνητής Αθανάσιος Παπαθανασίου  του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου με επιχορήγηση του Ευρωπαϊκού Συμβουλίου Έρευνας βασιζόμενος στη μικροδομή των φύλλων του λωτού επιχειρεί να δημιουργήσει σε πλαστικές επιφάνειες ειδικές υδρόφοβες νησίδες στις οποίες να συμπυκνώνονται οι υδρατμοί της ομίχλης και να συλλέγονται. Τα υδρόφοβα αυτά πλαστικά θα μπορούσαν να βρουν εφαρμογή σε ύφαλα πλοίων για τη μείωση της υδροδυναμικής τριβής και στην βιοϊατρική για μια καλλίτερη βιοχημική ανάλυση σταγόνων αίματος.

Κατασκευή οπτικών υπολογιστών. Εδώ και δεκαετίες οι επιστήμονες ονειρεύονται να κατασκευάσουν ένα οπτικό υπολογιστή στη θέση του ηλεκτρικού. Το βραζιλιανό σκαθάρι Lamprocyphus augustus ενίσχυσε την ελπίδα για μια τέτοια τεχνολογία . Το χρώμα των σκαθαριών αυτών φαίνεται το ίδιο από όποια οπτική γωνία και αν το δεις. Κι αυτό γιατί υπάρχουν στην επιφάνειά του ειδικοί φωτονικοί κρύσταλλοι. Οι κρύσταλλοι αυτοί λαμβάνονται ως πρότυπα για την αναζήτηση ανάλογης τεχνολογίας που απαιτείται στον τομέα των οπτικών υπολογιστών.

Ολοκληρωμένη πολυτροφική υδατοκαλλιέργεια. Στη Νορβηγία και στον Καναδά αναπτύχθηκε το σύστημα της ολοκληρωμένης πολυτροφικής υδατοκαλλιέργειας (Integrated multi-trophic aquaculture-IMTA) εμπνευσμένο από το συμβιωτικό κύκλωμα της θάλασσας, όπου λιμιβόροι οργανισμοί (limivores) φύκια και άλλα είδη ζώων το ένα τρέφεται από τα περιττώματα του άλλου φιλτράροντας έτσι το νερό. Το σύστημα αυτό βελτιώνει την παραγωγικότητα την περιβαλλοντική βιωσιμότητα της υδατοκαλλιέργειας. Υπάρχουν από κοινού ψάρια μαλάκια και θαλασσινά φυτά.

Βιοπρόσοψη αστικών κτισμάτων. Ένα μέρος της ευθύνης για την εκπομπή του διοξειδίου του άνθρακα και επομένως της επιδείνωσης του φαινομένου του θερμοκηπίου έχουν και οι πόλεις. Στην προσπάθεια δημιουργίας των «πράσινων πόλεων» εντάσσεται και η καλλιέργεια μικροφυκιών στις προσόψεις των κτιρίων. Το 50-70% του Οξυγόνου στην ατμόσφαιρα παράγεται από τα μικρφύκη.Τα φύκη όπως και τα φυτά διασπούν το διοξείδιο του άνθρακα με τη φωτοσύνθεση και παράγουν Οξυγόνο. Η γαλλική εταιρεία XT-U Arcitects εμπνευσμένη από αυτή τη διαδικασία εγκατέστησε μικροφύκη στις προσόψεις των κτιρίων για να συλλαμβάνουν το διοξείδιο του άνθρακα. Η καινοτομία αυτή αποκαλούμενη «βιοπρόσοψη» (Biofacade). επιτρέπει τη μείωση του παραγόμενου διοξειδίου του άνθρακα και τη θερμική ρύθμιση των κτιρίων.

Βοήθεια σε κατάκοιτους. Οι αρκούδες εισέρχονται σε χειμέρια νάρκη για πολλούς μήνες .Στο διάστημα αυτό δεν παρατηρείται μείωση του βάρους των μυών. Ο βιολόγος και χημικός Fabrice Bertile του διεπιστημονικού Ινστιτούτου  Hubert Curien μελετάει της πρωτεΐνες των μυών κατά τη χειμέρια νάρκη της αρκούδας. Αυτή η ιδιότητα της αρκούδας μπορεί να φέρει στο φως καινοτόμο τεχνολογία που θα βοηθήσει τα ηλικιωμένα πρόσωπα και τους ασθενείς και κατάκοιτους για πολύ καιρό.

Κονίαμα από ρύζι. Στην Κίνα στη γιορτή του Δράκου που γίνεται στην αρχή του καλοκαιριού προσφέρουν το zongzi ένα είδος κολλώδους ρυζιού ψημένο σε ατμό. Το ρύζι αυτό που είναι η βάση της διατροφής των Κινέζων και των άλλων γύρω περιοχών, είχε και άλλη χρήση. Έκαναν μ’ αυτό μαζί με ασβέστη εξαιρετικό κονίαμα για το χτίσιμο του Κινέζικου τείχους. Η χρήση αυτή του ρυζιού στην οικοδομή και στην κατασκευή δεξαμενών και τάφων χρονολογείται 1500 περίπου χρόνια. Οι τοίχοι με το κονίαμα αυτό αντέχουν περισσότερο στους σεισμούς και στην κατεδάφιση με μπουλντόζα. Μελέτες με χημικές και φυσικές μεθόδους στο Πανεπιστήμιο Zhejiang, στο Hangzhou, στην Κίνα από τον καθηγητή Fuwei Yang, έδειξαν τη σύνθεση του υλικού αυτού. Βρέθηκε πως το ανθρακικό ασβέστιο είναι άρρηκτα συνδεδεμένο με την οργανική ουσία αμυλοπηκτίνη. Η αμυλοπηκτίνη εμποδίζει το σχηματισμό κρυστάλλων του ανθρακικού ασβεστίου και σχηματίζεται έτσι ένα συμπαγές υλικό πολύ περισσότερο ανθεκτικό από τα συνήθη κονιάματα.

Maria Orfanoudaki

1 σχολιο

  • [ΓΙΩΡΓΟΣ ΚΑΡΑΓΕΩΡΓΙΟΥ [ΣΥΝΤ/ΧΟΣ ΝΟΜΙΚΟΣ-ΚΟΙΝΩΝΙΟΛΟΓΟΣ]] ~ ~ ~ Απάντηση

    Τα θερμά μας συγχαρητήρια στον εκλεκτό αρθρογράφο και συνεργάτη των “Χ.Ν.” Βαγγέλη Μπούρμπο και τον ευχαριστούμε θερμά για το παραπάνω εκτενές, συγκροτημένο, εμπεριστατωμένο και πολύ χρήσιμο άρθρο του. Σε κεντρικό, συνοπτικό και αξιοσημείωτο συμπέρασμα στο έξοχο άρθρο του σημειώνει: “Για να αναγνωρίσει κανείς τη φύση πρέπει να μάθει να την παρατηρεί, να τη μελετάει, να την ακούει και να την καταλαβαίνει. Τότε μπορεί να ανακαλύψει τα μοντέλα της και να εμπνευστεί καινοτομίες για τη ζωή του”. Και σαν αρωγό, στην προσπάθεια αλλαγής της οικολογικής συμπεριφοράς του ανθρώπου, επικαλείται και παρουσιάζει την πολλά υποσχόμενη νέα επαναστατική Επιστήμη του “Βιομιμητισμού”, αναφέροντας πολλές χρήσιμες πτυχές του τεράστιου ζητήματος και, βέβαια, βάσιμες προσδοκίες για αναδημιουργία αρμονίας ανάμεσα στα ανθρώπινα ενδιαιτήματα και τη φύση. Ένα απίστευτης αξίας δοκίμιο για τον άνθρωπο και τη φύση. Με εξαιρετική εκτίμηση και φιλική αγάπη Γιώργος Καραγεωργίου [Εκ της Ερατεινής Ημαθίας ορμώμενος].

Γράψτε το σχόλιό σας

Συμπληρώστε την παρακάτω φόρμα με τα στοιχεία και το μήνυμά σας:
Όλα τα πεδία είναι υποχρεωτικα.

Σχόλια με υβριστικό, απειλητικό, ρατσιστικό ή άλλο περιεχόμενο που η συντακτική ομάδα κρίνει πως δεν προσφέρουν στο γόνιμο διάλογο, δεν θα δημοσιεύονται. Παρακαλούμε να αποφεύγετε τα greeklish.