The Fizika
Есть, что почитать.
"Установлено самой природой" - Сенека.

Великие изобретения или плагиат?
А Вы знаете, как придумали современные приборы, которыми люди пользуются изо дня в день? Откуда человек взял идею создания: придумал сам или заимствовал у наших братьев меньших? Давайте разберёмся.
Чем занимается наука бионика?
Бионика - это раздел кибернетики, который заимствует идеи и основные элементы устройства из живой природы. Различают 3 вида бионики: биологическую, теоретическую и техническую. А теперь по порядку:
Биологическая бионика изучает процессы, происходящие в биологических системах.
Теоретическая отвечает за построение математических моделей этих процессов.
Техническая непосредственно их применяет для решения инженерных задач.
Интересный факт: в англоязычной литературе нет термина "бионика", вместо него употребляется "биомиметика". На сегодняшний день бионика занимается изучением нервной системы человека и животных, исследованием органов чувств, физиологических, морфологических, биохимических особенностей живых организмов, а также изучением принципов ориентации, локации и навигации у различных животных для использования этих принципов в технике.
Первый человек, который решил заимствовать законы живой природы и применять их в инженерии, был Леонардо да Винчи. Вдохновившись полётом птиц, он пытался сконструировать летательный аппарат, который назвал орнитоптер. Чтобы спроектировать крылья, он изучал анатомию птичьего крыла. Наблюдая за пернатыми, ученый заметил, что они по-разному машут крыльями во время взлета, полета и приземления. Эти данные, взятые у лучшего изобретателя - природы, Леонардо да Винчи положил в основу проектирования летательного аппарата. Было нарисовано множество эскизов "ornitotteri", в надежде придумать наиболее оптимальную конструкцию крыльев.
В итоге орнитоптер приводился в движение только силой мышц человека, и, по мнению учёного, позволял человеку парить в небе как птица.
К сожалению, это изобретение не получило столь существенное распространения, зато дало толчок для разработки другого, очень знакомого нам аппарата - самолета.
Как клюв зимородка решил проблему Японии?
Вы когда-нибудь видели зимородка? Это такая маленькая пестрая птичка, чуть крупнее воробья, она питается мелкой рыбой.
Однажды, понаблюдав за способом добычи пищи зимородка, человек по имени Эйдзи Накацу решил весьма неприятную проблему. В 1964 году в Японии было запущено первое регулярное движение высокоскоростных поездов, развивающих скорость до 190 км/ч. Однако, проблема заключалась в том, что всякий раз, когда поезд выезжал из тоннеля раздавался оглушительный хлопок из-за столкновения воздушных масс, поезд испытывал колоссальное давление. Тогда Эйдзи Накацу предложил сделать лобовую часть поезда похожей на клюв зимородка.
Дело в том, что эта замечательная птица входит в воду, рассекая острым клювом воздух и воду, практически без брызг.
В итоге, реконструированные таким образом поезда стали ездить на 10% быстрее, а расход топлива у них снизился на 15% по сравнению с предшественниками.
Всем известно, что при движении тела на него действует сила сопротивления окружающей среды, такой как газ или жидкость.Сила сопротивления вызывается, во-первых, трением воздуха о поверхность тела и, во-вторых, изменением движения потока, вызванным телом. В воздушном потоке, измененном присутствием тела, давление на передней стороне тела растет, а на задней — понижается по сравнению с давлением в невозмущенном потоке. Таким образом, создается разность давлений, тормозящая движущееся тело или увлекающая тело, погруженное в поток. Движение воздуха позади тела принимает беспорядочный вихревой характер.Сила сопротивления направлена против скорости движения, её величина пропорциональна характерной площади тела, плотности среды и квадрату скорости, с которой это тело движется. К тому же большое значение имеет аэродинамический коэффициент сопротивления, который напрямую зависит от формы тела. Наименьший коэффициент сопротивления имеют тела обтекаемой формы, наилучшим примером является клюв зимородка. Таким образом, чем меньше площадь поперечного сечения передней части поезда, тем меньшее давление он будет испытывать при столкновении с потоком воздуха.
Позже, такой вид наземного транспорта распространился по всему миру. Практически на любом вокзале Петербурга Вы увидите "клюв" маленькой птички зимородка.
Уникальное зрение змей
Как Вы знаете, открытие инфракрасного излучения произошло еще в 1800 году английским астрономом У. Гершелем. Занимаясь исследованием Солнца, Гершель искал способ уменьшения нагрева инструмента, с помощью которого велись наблюдения. Определяя с помощью термометров действия разных участков видимого спектра, Гершель обнаружил, что «максимум тепла» лежит за насыщенным красным цветом и, возможно, «за видимым преломлением». Это исследование положило начало изучению инфракрасного излучения. Надо отметить, что найти применение этому типу излучения смогли намного позже.
На сегодняшний день создано огромное множество приборов, улавливающих инфракрасное излучение. Их используют в медицине и косметологии, для обогрева зданий и помещений, для ведения наблюдений в тёмное время суток, а также для изучения зон различной температуры на поверхности Земли. Все эти прекрасные возможности подарили человечеству именно змеи.
Способность ощущать инфракрасное тепловое излучение развивалась независимо у нескольких различных семейств змей. Специальные термочувствительные органы имеются у ямкоголовых змей, некоторых питонов и удавообразных змей.
Строение такого органа очень просто: рядом с каждым глазом располагается отверстие диаметром около миллиметра, которое ведет в небольшую полость примерно такого же размера. На стенках полости расположена мембрана, содержащая матрицу из клеток-терморецепторов размером примерно 40 на 40 клеток. В отличие от палочек и колбочек сетчатки глаза, эти клетки реагируют не на «яркость света» тепловых лучей, а на локальную температуру мембраны. С помощью этих органов змея может определять изменения температуры даже в 0,1°С. Таким образом она может отличать некоторых животных (из-за разной температуры). Этими животными, как вы знаете, являются грызуны и птицы.
Змеи совершают охоту в кромешной тьме. При этом змея получает достаточно четкую «картинку», чтобы ее атака была быстрой и точной.
Кстати говоря, улавливать изменения температуры могут не только змеи, но и некоторые рыбы, такие как пираньи.
Акулы-чистюли
Человечеству давно известно, что главными возбудителями опасных заболеваний считаются микробы. В XIX веке француз Луи Пастер открыл способ борьбы с ними в виде вакцинации, а английский биолог Александр Флеминг в 1929 году получил пенициллин – первый из ряда современных антибиотиков. Но микробы, между тем, не останавливаются в своём развитии. Многие научились приспосабливаться к воздействию на них лекарств. Появились новые возбудители болезней. Поэтому медики ежедневно ищут способы не только борьбы с микробами, но и вещества, способные оградить человека от них.
И этот способ они заимствовали у грозных акул.
Дело в том, что акулам удается оставаться абсолютно чистыми на протяжении ста с лишним миллионов лет.
Их секрет следующий: все тело акулы покрыто крошечными и бугристыми чешуйками, подобно ковру из миниатюрных зубов. Водоросли и рачки не могут за нее зацепиться, равно как и болезнетворные бактерии.
Если Вам удастся когда-нибудь гладить акулу - никогда не делайте "против шерсти" такие зубчики на теле акулы могут здорово повредить Вашу кожу!
Американский биолог Энтони Бреннан применил свойства акульей кожи для судов. Во время плавания корабельная поверхность подвергается нашествию огромного количества микроорганизмов, на бортах нарастают водоросли, колонии всевозможных рыб-прилипал, а также микроорганизмы, разрушающие дерево и металл. Его исследования позволили создать краску для ВМС.
Сегодня компания "Sharklet" производит по образу и подобию акульей кожи пластиковый оберточный материал, который в настоящее время проходит испытания в больницах на поверхностях, которых люди касаются чаще всего (выключатели, клавиатуры, дверные ручки), таким образом предотвращая передачу микробов от пациента к пациенту.
Следующий проект Sharklet предусматривает создание пластиковой обертки, которая защитит еще один частый источник инфекции — катетер.

Природа нашего мира совершенна. Даже внедряя её механизмы в современную технику, мы не можем добиться полной идентичности. Создавая плагиат, человечество упрощает себе жизнь.
Над проектом работали:
Дарья Боголюбова
Главный редактор
Екатерина Евсеева
Автор текста
Бильд-редактор
По всем вопросам:
Санкт-Петербург, улица реки Мойки, 48

E-mail: phys.sno@gmail.com

This site was made on Tilda — a website builder that helps to create a website without any code
Create a website