Биомимикрия или подражание биологическим объектам – это активно развивающееся направление. Изобретения, продиктованные самой природой, зачастую обладают уникальными функциями и оказываются чрезвычайно полезными во многих сферах современной жизни.
Так, молодая компания NBD Nano решила воспроизвести способ добычи влаги, которым пользуются жуки вида Onymacris unguicularis обитающие в прибрежной пустыне Намиб.
Эти насекомые знают уникальный способ сбора воды прямо из воздуха. O. unguicularis получают влагу из утреннего тумана, который ветер пригоняет вглубь пустыни со стороны моря. Жуки забираются на песчаные дюны, поднимают брюшко кверху по направлению к ветру. Такое положение позволяет воде конденсироваться на выступах надкрыльев, а потом стекать по центральному желобку вдоль шва надкрыльев прямиком в рот насекомому.
Таким образом жукам удаётся собрать воду, которая по объёму может достигать 40% от их собственного веса. А секрет эффективности этого метода кроется в чередовании гидрофильных (притягивающих воду) и гидрофобных (отталкивающих воду) областей на надкрыльях насекомого. Капли тумана конденсируются и растут на гидрофильной поверхности, при этом противоположные по свойствам области сдерживают их преждевременное скатывание.
Ещё в 2001 году в Nature было опубликовано первое исследование, которое раскрывало механизм сбора влаги O. unguicularis из воздуха. Тогда биологи из Оксфорда задались целью выяснить, какими приёмами пользуются жуки для выживания в пустыне. Автор исследования Эндрю Паркер (Andrew Parker) предложил использовать комбинированные материалы, имитирующие надкрылья жуков для создания конденсационных покрытий для крыш зданий и мобильного тента для сбора влаги.
А в 2006 году учёные вновь обратились к способностям O. unguicularis и уже в Массачусетском технологическом институте (MIT) была развёрнута программа по разработке покрытий, которые могли бы очищать воздух от паров токсичных веществ.
Сейчас, используя знания об уникальном природном творении, специалисты компании NBD Nano воспроизвели естественный процесс водосбора жуков в наномасштабе и разработали первый прототип самонаполняющейся бутылки.
Перспективный проект уже получил признание, и авторы выиграли в конкурсе Boston College Venture Competition грант на $10 тысяч для дальнейшей разработки своего продукта.
Основной задачей инженеров на данный момент является подбор оптимальных гидрофобных и гидрофильных материалов для создания покрытия, которое будет эффективно собирать влагу из воздуха там, где питьевая вода ценится на вес золота.
Исследователи надеются, что уже через один-два года они смогут представить первый сосуд, который будет накапливать от 0,5 до 3 литров воды ежедневно, в зависимости от площади рабочей поверхности и климатических условий региона.
Остаётся добавить, что по данным Всемирной организации здравоохранения на данный момент около трёх миллиардов людей на планете испытывают нехватку питьевой воды. Постоянный рост населения только усугубляет ситуацию.
"Мы понимаем, насколько важно сейчас решить проблему нехватки питьевой воды в мире. Мы хотим хотя бы отчасти изменить ситуацию, предложив человечеству достаточно простое и экономичное решение", — заключает один из разработчиков Декард Соренсен (Deckard Sorensen).
Также по теме:
Паутина вдохновила учёных на создание безболезненного медицинского пластыря
Изобретён сверхлипкий материал
Паутина защитила птиц от столкновения с невидимым стеклом
Японцы учат листообразного робота покорять любой ландшафт
Робот-змея проникает в труднодоступные места
