为了克服环境的挑战并能够生存,动物在数百万年内发展出了显着的能力 - 从厚厚的皮毛到防御低温,到数百只监测对手运动的眼睛。
人类没有任何非凡的能力,但是由于我们的智慧,我们试图在实验室中模仿他们。来自世界各地的成千上万来自世界各地的科学家在新材料,能源和机器人技术等领域工作。大自然是他们的缪斯女神。
空中和水生
Robobee仅重175毫克,是一种能够飞行和游泳的昆虫机器人。开发它的科学家从蜜蜂中汲取了灵感,蜜蜂是一种相似的重量和拍打频率的昆虫。他们还将注意力转向了水下飘动的某些浮游生物。
“这是昆虫尺度上的第一个混合空中潮流的微型机器人,”约翰·鲍尔森工程和应用科学学院(美国)(美国)的研究人员尤芬·陈(Yufeng Chen)告诉OpenMind。在发表在《科学机器人技术》杂志上的一项研究中,陈和其他科学家首次表明,在空气和水中,拍打翼的运动是可行的。这种质量可以使机器人可以参加水上营救或分析水质。
在极性毛皮下
为了保护自己免受其寿命的低温,北极熊的外套与其他动物的外套截然不同。“它的头发具有独特的结构,在微观水平上具有良好的形式,可允许内部捕获空气,这有助于提供必要的热绝缘材料。”应用物理学教授兼膜主管穆罕默德·哈伊特(Mohamed Khayet)解释说马德里大学合并大学的小组与OpenMind进行了对话。
北极熊的头发具有独特的结构,在微观水平上具有良好的形式,可捕获内部空气,这有助于提供必要的热绝缘。信用:aweith
这些热特性激发了一组科学家设计新型的纳米结构膜。通过专注于头发结构,他们开发了一种可实现低导热率的设备,可用于水处理,包括盐水含量高或盐水含量的水。此外,可以用这种类型的膜处理被放射性材料污染的水,并且可以回收具有巨大价值的产品。Khayet说:“大自然隐藏了我们科学家在开发新材料时问自己的大多数问题的答案。”
模仿苍蝇的眼睛
苍蝇和其他昆虫具有复合的眼睛,也就是说,它们由数十个甚至数千种镜片组成,使它们能够检测到非常快速的运动。正是这种视觉蜂窝解决了问题,这使来自斯坦福大学(美国)研究人员的一支研究人员对基于钙钛矿的太阳能电池感到困扰。
苍蝇具有复合的眼睛,它们由数十个甚至数千种镜头组成,使它们能够检测到非常快速的运动。学分:Virvoreanu-Laurenti
该材料能够以类似于用硅制成的传统太阳能电池的效率将阳光转化为电力。钙钛矿的问题在于它在暴露于高温和湿度时的脆弱性和恶化,至少具有平坦的设计,这是大多数太阳能电池板中通常的。通过模仿苍蝇的眼睛,研究人员创建了一个由大型钙蛋白酶组成的太阳能电池,每个太阳能电池都遵循500微米宽的六边形形状。在极端条件下的测试中,该细胞继续以高效率产生电力,从而改善了扁平设计所取得的成就。
黑翼秘密
昆虫和能源部门成为一支优秀的团队。黑蝴蝶(Pachliopta aristolochiae)的翅膀可以提高光的吸收高达200%。“这种蝴蝶物种是如此黑的事实表示,它有效地吸收了太阳光谱的可见部分(至少)。”德国技术研究所(德国)的研究人员Guillaume Gomard告诉Open -Mind。
Pachliopta Aristolochiae机翼的纳米结构可以转移到太阳能电池中,并提高其吸收率高达200%。学分:套件/加州理工学院Radwanul H. Siddique。
在《科学进步》上发表的一篇文章中,戈马德和其他科学家研究了这些特定翅膀的特性,并将其复制到太阳能电池中。他们的特征之一是它们具有无序的可变直径的纳米骨。研究人员说:“黑色蝴蝶设计的明显“疾病”对于收获更多的光线是有利的,无论光明条件如何。”它的无序排列允许在非常广泛的光谱中吸收,并确保有效地吸收光在天空中的太阳位置。
点击翻转
尽管有些甲虫如果他们的背上最终无法纠正自己,但有一个家庭,elteridae(通常称为喀哒声),由于他们的身体产生的暴力“咔嗒声”,它已经克服了这个问题他们进入空中。来自伊利诺伊大学(美国)的一组研究人员研究了昆虫头部和腹部之间的这种铰链型机制,使他们可以翻倒并再次站起来而无需使用腿。
当将甲虫倾斜到后方时,单击甲虫可以在没有肢体的帮助下跳跃。学分:朱迪·加拉格尔(Judy Gallagher)
科学家的目的是模仿实验室中的行动,以便将其纳入那些如果他们翻倒的方式将自己无法以其他方式纠正的机器人。为此,他们正在研究不同种类的Elaterids,这些Elaterids的长度从几毫米到几厘米。由工程师和昆虫学家组成的研究人员团队已经建立了几种在不同的创新展览会上已经介绍的原型。
劳拉·查普罗(Laura Chaparro)
@laura_chaparro