طبیعت، الگوی دستاوردهای جدید فناوری

[وحید 0319]

طبیعت، الگوی دستاوردهای جدید فناوری

چرا در کنار مرد خفاشی و مرد عنکبوتی، سوپر قهرمانان صدفی نداریم ؟ این پرسشی است که سانتا باربارا، بیوشیمی دان دانشگاه کالیفرنیا خطاب به انسان های دنیا مطرح می کند.
صدف های خوراکی ممکن است بزرگ ترین یا پرزرق و برق ترین مخلوقات دریایی نباشند، اما از عهده یک کار مهم به خوبی بر می آیند. آنان قادر به تولید چسبی هستند که امکان اتصال محکم و جدانشدنی به یک صخره را برایشان فراهم می کند. قدرت این چسبندگی به حدی است که حتی ضربات شلاق گونه امواج اقیانوس نیز نمی تواند بر آن غلبه کند. حقیقتا چسبی را نمی توان در کل کره زمین پیدا کرد که از چنین سرسختی برخوردار باشد.

این تنها نمونه ای است از شگفتی های طبیعت است که قادر به نمایش اعجازها و شاهکارهایی است که مهندسان تا کنون تنها خوابش را دیده اند. اکنون دانشمندان با علم بر این توانمندی و هوش سرشار، به بررسی دقیق و موشکافانه ساختارهای ملوکولی و سلولی شگفتی های طبیعت روی آورده اند با این هدف که به اطلاعات و اسراری سودمند با قابلیت به کارگیری در کلیه حوزه ها از اپتیک پیشرفته گرفته تا روبات ها دست پیدا کنند و حتی با الهام از توانایی ذاتی صدف های خوراکی، روزی چسبی برای مرمت استخوان خرد شده تولید کنند. حاصل این رویکرد و تلاش تازه در قالب عرصه ای موسوم به تقلید از زیست (Biomimicry) ظهور یافته است.
گرچه بهره گیری از ابداعات طبیعت غالبا مستلزم اعمال تغییرات و تطابق فراوان و بنیادی در ساختار آنان به منظور تناسب با مقاصد بشری بوده است، اما نگرش جدید که از آن به عنوان "طراحی با الهام از بیولوژی طبیعی" نیز یاد می شود، این قابلیت را دارد که به نحوی خارق العاده و بنیادی هر آنچه که انجام می دهیم از شیرین کردن آب دریا گرفته تا کارامد ساختن خودروها را بهبود ببخشد. در حقیقت هر سوالی که ما در مورد طراحی و ساختار داریم، طبیعت مدت ها قبل راه حلش را پیدا کرده چرا که بیش از 8/3 میلیارد سال برای کشف راهکارهای جدید و تکامل آنها تا حد اعلا فرصت داشته و تجربه کسب کرده است.
بدون اغراق باید گفت طبیعت منبع مجموعه ای بی شمار از ایده های باورنکردنی است؛ به چند نمونه که حقیقتا انسان را بهت زده می کند، توجه کنید:
سوسک های جواهری موجوداتی جالب هستند که تخم های خود را درون درخت های تازه سوخته می گذارند و در کمال شگفتی بدون کوچک ترین درصد خطا قادرند از کیلومترها دورتر هرگونه حریقی را ردیابی کنند.
صنایع دفاعی اکنون در حال مطالعه این سوسک ها برای دستیابی به سرنخ هایی به منظور طراحی ردیاب های کم هزینه و پر قدرت مادون قرمز نظامی هستند. مهندسان کمپانی "ولوو" نیز تحقیقات خود را بر کشف توانایی معروف ملخ ها در پرواز دسته جمعی بدون هرگونه برخورد با یکدیگر، متمرکز کرده اند با این هدف که به کلید طراحی سیستم های ضد تصادف در اتومبیل ها دست پیدا کنند. پژوهشگران ناسا هم برای یافتن پاسخ ابهامات خود به کاوش در طبیعت روی آورده اند. آنان در قالب یکی از پروژه ها در حال تجزیه و تحلیل قدرت پوسته های سخت برخی موجودات به ظاهر کوچک به منظور تولید پوشش های مقاوم در برابر برخورد برای کاشی های حرارتی هستند.
آژانس پروژه های مطالعات پیشرفته دفاعی آمریکا نیز با اختصاص بودجه ای هنگفت در صدد طراحی روباتی است که قادربه بالا رفتن از سطح عمودی است که البته برای این مهم نیز از اصول به کار گرفته شده توسط مارمولک ها در بالا رفتن از دیوارها و قدم زدن به حالت وارونه بر روی سقف بهره می برد. در نهایت هدف دانشمندان غیر از تقلید از طراحی های طبیعت، شبیه سازهای متدها و تکنیک های تولید آن نیز می باشد. در این راستا محققان آزمایشگاه های ملی "ساندیا" با الهام از صدف ها، در حال ابداع تکنیک های بدیع مونتاژ هستند.
به گفته دانشمندان، با بهره گیری از الگوی قرارگرفتن ملوکول ها در صدف ها در قالب لایه های منظم در کنار یکدیگر، فیلترهای آب با منافذی به قطر یک نانومتر طراحی شده که بدون نیازبه حلال های سمی و کوره های صنعتی، قادر به ایفای نقش تحت دمای اتاق هستند.
واقعیت این است که ارگانیسم های طبیعی قادرند هر آنچه را که ما می خواهیم، با مهارت تمام به انجام برسانند و بدون اینکه همچون خوره به جان سوخت های فسیلی بیفتند، کره زمین را آلوده کنند و آینده را به رهن بگذارند. به همین دلیل هم هست که بسیاری عنوان سوپر قهرمانان را به این مخلوقات توانمند بخشیده اند.