Лампочки, шприцы и скоростные поезда: 5 удивительных изобретений, подсмотренных у животных — Папамамам — МИФ
Благодаря рыбам можно создать самый аэродинамичный автомобиль, а благодаря тропическим птицам — усовершенствовать космические аппараты.
В книге «Дикие изобретения» — более сорока потрясающих разработок, которые люди подсмотрели у природы: инновационные приборы и аппараты, эффективные медицинские инструменты, материалы с необычными свойствами и многое другое.
Шприц и пчёлы
Пчелиные жала — это невероятно сложные конструкции с многочисленными движущимися компонентами, в том числе зазубринами (считается, что именно благодаря им жало остаётся в тканях того, кого укололи). После отделения от пчелы жало продолжает функционировать автономно и проникает глубже в кожу, одновременно перекачивая яд.
Австралийские учёные отсканировали этот удивительный орган на 3D-принтере, а затем создали детальную модель. Их исследование прокладывает путь для следующего поколения микроскопических медицинских устройств, которые смогут прочно прикрепляться к коже и прицельно доставлять лекарства.
Например, благодаря моделированию уже удалось создать прототип устройства для инъекций, имитирующий то, как жало прокалывает кожу: оно проникает в ткани и закачивает внутрь лекарство.
Лампочки и светлячок
Светлячков издалека видно в тёмном лесу — за сто миллионов лет эволюции они набрались мастерства в ярком свечении. Эту способность отметили энергетики, когда перед ними встала задача повысить светимость и эффективность светодиодов. Секрет свечения жуков заключается в особой структуре поверхности «брюшка-фонаря»: оно покрыто микроскладочками, благодаря которым свет легче испускается и почти не отражается по пути.
Раньше средняя эффективность светодиодов лампочки составляла всего 50%, и примерно половина света не покидала светодиодный элемент. Корейские и американские инженеры предложили покрыть лампы напылением из асимметричных пирамидок. Покрытие как у светляков увеличило отдачу света до 90%. Теперь лампочки в наших домах будут ещё ярче и экономичнее!
Светоотражающие знаки и кошка
Однажды в 30-х годах XX века в небольшом английском городке дорожный рабочий Перси Шоу возвращался домой тёмной ночью. Дорогу было не разглядеть, зато найти обочину помог домашний кот: его глаза сверкнули в свете фар далеко проезжающей машины. Свечение кошачьих глаз объясняется наличием тонкого слоя специальных клеток — тапетума, которые отражают свет от внешнего источника.
После случая с котом Шоу придумал «световозвращатель», основанный на идее отражающей линзы Ричарда Холлинса Мюррея. Раньше использовали уголковые отражатели: падающий на них луч отражается строго в обратном направлении, поэтому на дороге такое устройство может быть видно не всем участникам движения. Шоу же предложил вариант с округлым донышком — так луч отражается дважды. Позже вдоль дорог установили столбики, которые отражают свет и помогают ориентироваться автомобилистам и пешеходам.
Тебе наверняка встречались светоотражатели в форме брелоков или нашивок для одежды — простое и дешёвое решение, которое спасает множество жизней! За своё гениальное изобретение Перси Шоу удостоился ордена Британской империи.
Шумоизоляция и сова
У грызунов острый слух, поэтому для эффективной охоты хищным птицам нужно очень тихо летать. Совы отлично для этого приспособлены: на каждом пере у них специальные пушистые микроструктуры, на передней части крыла маленькие полые щетинки, а на задней — эластичная бахрома. Всё это служит тому, чтобы поглощать вибрацию и звук во время полёта. Кроме того, само расположение перьев уменьшает турбулентность воздушных потоков и помогает совам летать почти бесшумно.
Учёные Кембриджского университета вдохновились совами и создали особый материал, который можно наносить на лопасти турбин или винтов, чтобы снизить шум. В будущем такая технология позволит нарастить частоту вращения вентиляторов и увеличить выработку энергии у ветрогенераторов.
Скоростной поезд и зимородок
Зимородки, хоть размером они чуть крупнее воробья, вовсе не так просты, как кажутся. Ты удивишься, но эти искусные ныряльщики помогли людям в проектировании поездов!
Скоростные поезда появились в Японии в 1960-е годы, но вскоре обнаружилась серьёзная проблема: при выезде из тоннеля раздавался громкий хлопок, похожий на взрыв. На высокой скорости в ограниченном пространстве тоннеля поезд создавал перед собой стену из сжатого воздуха, которая замедляла движение и увеличивала расход топлива. Когда эта стена «ударялась» о воздух за пределами тоннеля, возникал громкий звук, а поезд испытывал давление. Пассажирам казалось, что состав сплющивается — согласись, не самое приятное ощущение!
Решить проблему помог инженер-конструктор Эйдзи Накацу, который в свободное от работы время увлекался орнитологией и наблюдением за птицами. Он обратил внимание, что, ловя рыбу, зимородок на большой скорости ныряет без брызг — его клюв, похожий на нож, словно разрезает воду. Накацу поэкспериментировал с различными конфигурациями лобовой части поезда и решил, что именно форма клюва зимородка безупречно подойдёт для устранения всех технических недочётов. Теперь головной вагон японских высокоскоростных поездов напоминает длинный птичий клюв, а поезда выезжают из тоннелей тихо и быстро.