© ROOT-NATION.com - Bu makale AI tarafından otomatik olarak çevrilmiştir. Herhangi bir yanlışlık için özür dileriz. Orijinal makaleyi okumak için seçin English Yukarıdaki dil değiştiricide.
Doğa, kuş kanatlarının tasarımından çiçeklerin tozlaşma yöntemine kadar mükemmel hayatta kalma süreçlerine kadar 3.8 milyar yıllık bir evrim geçirdi. Bunun tersine, insanlar Dünya'nın ömrünün yalnızca bir kısmı boyunca var oldular, yine de sürekli olarak doğadan ilham alıyoruz. Bu süre boyunca doğa, insanlığın takip etmesi için bir tür plan sağladı.
Doğa benzersizliğiyle mükemmeldir, verimlidir, kaynakları korur ve kendi kendini idame ettirir. Geliştirdiği tasarımlar ve süreçler milyonlarca yıldır test edilmiş ve çeşitli ortamlarda etkinlikleri kanıtlanmıştır.
Örneğin arıların kovanlarını inşa ederken kullandıkları altıgen yapı. Geometrinin yüksek mukavemeti ve stabilitesi onu arılar için ideal kılarken minimum miktarda malzemeyi verimli bir şekilde kullanır. Günümüzde insanlar bu yapıyı uçaklardan uzay araçlarına, inşaat ve paketlemeye kadar çeşitli alanlarda uygulamaktadır. Biyomimikri, doğal tasarımların ve süreçlerin pratik kullanım için incelenmesi ve taklit edilmesi anlamına gelir. Bu makalede doğanın sunduğu bazı tasarım ve süreçleri ve bunların daha sürdürülebilir insan yapımı yapılar oluşturmak için nasıl uyarlandığını inceleyeceğiz.
Uçaklar
Biyomimikrinin en ünlü ve en eski örneği uçaktır. Güvercinlerin uçuşunun, Wright kardeşlere 1903'te fırlattıkları ilk uçağı yapmaları için ilham kaynağı olduğuna inanılıyor. Kuşun şeklinden kanatlarının çalışma şekline, havada süzülmesine kadar tüm bu unsurlar bir işe yaradı. modern uçakların planları olarak. Bu özellikler dikkatle inceleniyor ve bilim insanları bunları kopyalamaya çalışıyor.
Uçak tasarımcıları, bir kuş kanadının kavisli yüzeyini taklit edecek şekilde kanatları şekillendiriyor ve kaldırma kuvveti oluşturmak için kanadın üstündeki ve altındaki hava basıncında bir fark yaratıyor. Uçağın kuyruğundaki dümenler, denge ve yön kontrolü sağlamak için bir kuşun kuyruk tüylerini taklit eder. Bilim insanları, doğal tasarım ilkelerini uygulayarak, gökyüzünde dolaşabilen, havadan daha ağır bir makine yarattılar. Ticari uçakların yanı sıra kazlar gibi kuşların V şeklindeki oluşumu da incelenmiştir.
V şeklindeki formasyon, öndeki kuştan gelen yukarı yönlü hava akımını yakalayarak enerji tasarrufuna yardımcı olur ve arkadaki kuşun havada kalmak için ihtiyaç duyduğu enerji miktarını azaltır. Askeri filolar enerji verimliliğini en üst düzeye çıkarmak için bu prensibi uygular.
Ayrıca şunu da okuyun: Bugün Dikkat Edilmesi Gereken Geleceğin En İyi 8 Askeri Teknolojisi
Velcro
İsviçreli mühendis George de Mestral, 1941'de ormandaki bir yürüyüşten döndükten sonra dulavratotu bitkilerinden kaynaklanan çapakların giysilerine ve köpeğinin kürküne yapıştığını fark ettikten sonra Velcro'yu icat etti. Bunları mikroskop altında inceledikten sonra de Mestral, çapakların tohumlarında küçük kancalar bulunduğunu ve bunun da onların giysi ve kürklere tutunmasına neden olduğunu gördü.
Kanca tasarımından ilham alan de Mestral, iki parçadan oluşan bir sistem olan Velcro'yu yarattı. Bir tarafında küçük kancalar bulunurken diğer tarafında küçük halkalar vardı. İki taraf birbirine bastırıldığında kancalar ilmeklere tutunarak güçlü bir bağ oluşturuyordu. Ancak bağlantı, tutacak kadar güçlü ancak yeterli miktarda kuvvetle ayrılabilecek kadar kolay olacak şekilde tasarlandı.
Günümüzde Velcro, giyim ve çantalardan tıbbi bandajlara ve kablo düzenleyicilere kadar geniş bir ürün yelpazesinde kullanılmaktadır. Aslında, NASA ayrıca sıfır yerçekimi koşullarında nesneleri sabitlemek için Velcro'yu kullandı. Basit ama etkili tohum dağıtma tasarımından ilham alan Velcro, günlük yaşamın her yerinde bulunan bir unsur haline geldi. Düğme ve fermuarlara alternatif olarak kullanım kolaylığı, tekrar kullanılabilirlik ve verimlilik gibi avantajlar sunuyor.
Ayrıca şunu da okuyun: Geleceğin yolcu trenleri nasıl görünecek
Termitler
Termit tepecikleri, termitlerin kolonilerine barınak sağlamak ve yaşam ortamını düzenlemek için yarattığı dikkat çekici bir yapıdır. Topraktan, çiğnenmiş odundan, topraktan ve tükürükten yapılan bu tümsekler, yer altı tünellerine ve odacıklarına bağlanan merkezi, duman benzeri bir havalandırma yapısına sahiptir. Bu tasarım yeraltı alanlarında en uygun ortamın korunmasına yardımcı olur.
Sıcak hava merkezi yapıdan yükselerek daha soğuk havanın alt açıklıklardan içeri girmesine olanak tanır. Bu, dış koşullardan bağımsız olarak höyüklerin içindeki ortamın korunmasını sağlar. Tasarım aynı zamanda havalandırmayı ve gaz değişimini de kolaylaştırır. Bu yapılar 9 metre yüksekliğe kadar ulaşabiliyor ve onlarca yıl ayakta kalarak dayanıklılıklarını sergiliyor.
Mimarlar termit tepeciklerinden ilham alarak bu yapıyı taklit eden binalar tasarladılar. En bilinen örneklerden biri Zimbabve'deki Eastgate Merkezi'dir. Mike Pearce tarafından tasarlanan Eastgate Center, sıcak bir iklimde sakinler için kontrollü bir iklim sağlamayı ve aynı zamanda soğutma için enerji tüketimini azaltmayı amaçlıyor.
Ayrıca şunu da okuyun: Trump'ın Zaferinden Sonra Kripto Paralar Neden Yükseliyor: Açıklandı
Kendi kendini temizleyen yüzeyler
Lotus çiçeği, bulanık suda bulunmasına rağmen yapraklarının ultrahidrofobik yapısı sayesinde temiz kalır. Minik, balmumu kaplı tümsekler lotus yaprağının yüzeyini kaplayarak su damlacıklarının yuvarlanmasına, kir ve kalıntıları da beraberinde taşımasına neden olur. Yaprağın yüzeyindeki nanoyapılar (bu küçük çıkıntılar), su damlacıklarının yapışmasını azaltarak toz parçacıklarını toplamalarına olanak tanır. Bu fenomen, ilk kez 1977'de lotus yaprağının kendi kendini temizleme özelliklerini tanımlayan Barthlott ve Ehler tarafından ortaya atılan bir terim olan "nilüfer etkisi" olarak bilinir.
O zamandan beri bilim insanları, kendi kendini temizleyen nilüfer yapraklarından ilham alan kaplamalar keşfettiler. Amerikan şirketi Sto Corp. kiri ve kiri uzaklaştıran lotus etkisinden ilham alan bir boya geliştirdi.
Kendi kendini temizleyen boyalar, kumaşlar ve kaplamaların yanı sıra bu yöntem aynı zamanda güneş enerjisi termal toplayıcıları, trafik kontrol sensörleri ve tenteler için malzemeler geliştirmek için de kullanılıyor.
Ayrıca şunu da okuyun: Geleceğin Yolcu Uçakları Nasıl Görünecek
Japon yüksek hızlı trenleri
Yalıçapkını, avını yakalamak için üzerine saldıran inanılmaz derecede çevik ve hızlı kuşlardır. Avlarını şaşırtmamak için özellikle su kütlelerinin yakınına sessizce yaklaşırlar. Yalıçapkını gagasının benzersiz tasarımı ona bu avantajı sağlar. Çapı uçtan tabana doğru artan dar, uzun ve sivri bir gagaya sahiptir. Bu tasarım, suya çarpıldığında oluşan basıncın dağıtılmasına yardımcı olarak sıçrama gürültüsünü azaltır ve verimli, sessiz ve dengeli bir dalış sağlar.
Shinkansen yüksek hızlı trenini geliştiren Japon mühendisler, başlangıçta trenin ön kısmında oluşan atmosferik basıncın neden olduğu gürültülü tünel patlaması sorunuyla karşı karşıya kaldı.
Bu sorunu çözmek için mühendisler yalıçapkını gagasının tasarımına baktılar. Trenin ön kısmını gaganın şeklini taklit edecek şekilde yeniden tasarladılar ve tünel bomunu ortadan kaldırdılar. Bu tasarım aynı zamanda trenin yüzde 10 daha hızlı hareket etmesini ve yüzde 15 daha az elektrik tüketmesini sağladı.
Ayrıca şunu da okuyun: Europa Clipper: En Büyük Uzay Aracının Fırlatılmasından Önce Bilmeniz Gereken Her Şey
Köpekbalığı derisinden ilham alan yenilikler
Köpekbalıkları hızları ve su altında yüzme konusundaki uzmanlıklarıyla tanınırlar. Bilim adamlarının mayo ve antibakteriyel kaplamalar yapmak da dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için köpekbalığı derisini kopyalamaya çalışmaları şaşırtıcı değil. Köpekbalığı derisi, dermal dişçik adı verilen, bir yönde pürüzsüz, diğer yönde tırtıklı görünen küçük, diş benzeri yapılardan oluşur. Bu dermal diş dişleri iki işleve hizmet eder: koruyucu bir zırh görevi görür ve sudaki hareketi arttırır.
Süreli dermal dişler köpek balıkları için güçlü bir araç olduğu kanıtlanmıştır. Dermal diş dişleri, tırtıklı kenarlarıyla su akışını keserek, köpekbalığının suda hareket ederken yaşadığı sürtünmeyi azaltarak hızlı, verimli ve sessizce yüzmesine olanak tanır. Bu yapılar aynı zamanda mikroorganizmaların köpekbalığının derisine yapışmasını da engeller. Derinin yüzeyindeki küçük çıkıntılar, istenmeyen otostopçuların bedava yolculuk yapmasını engelliyor.
Bu eşsiz yüzeyden ilham alan bilim insanları, performanslarını artırmak için bunu mayolarda taklit ettiler. Bu mayolar Olimpiyat Oyunları'nda o kadar başarılı oldu ki bunlardan biri olan Speedo LZR Racer, Uluslararası Yüzme Federasyonu tarafından yasaklandı.
Ancak bazı araştırmacılar, köpekbalığı derisinden ilham alan mayoların sürtünmeyi azaltmak yerine artırdığını iddia ediyor. Bir köpekbalığının vücudu insanınkinden çok daha esnektir, bu nedenle dermal diş dişleri direncin azaltılmasına yardımcı olur. Mayolar köpekbalığı derisi gözlemlenerek geliştirilmiş olsa da başarıları, köpekbalığının hidrodinamik avantajlarının doğrudan kopyalanmasından ziyade deneme yanılma sürecinin bir yan ürünü olabilir.
Köpekbalığı derisi, hastane duvarlarına uygulanan plastik levhalar gibi tıbbi teknolojilerin geliştirilmesi için de araştırılıyor. Bu tabakalar duvarlara tutunamadıkları için bakteri ve diğer zararlı mikroorganizmaların yayılmasının önlenmesine yardımcı olur.
Ayrıca şunu da okuyun: Uçtan Uca Şifreleme: Nedir ve Nasıl Çalışır?
Petek yapıları
Girişte de belirtildiği gibi arıların kullandığı petek yapısı oldukça verimli bir geometrik formdur. Arıların altıgen şekli seçmesinin nedeni, bu şeklin balmumu üretim sürecini optimize etmek için uyarlandığını öne süren Charles Darwin'in zamanından beri bilimsel bir ilgi konusu olmuştur. Bu form, en az miktarda balmumu kullanarak mevcut depolama alanını maksimuma çıkarır.
1999 yılında Amerikalı matematikçi Thomas Hales, altıgenin çevre alanını en aza indirdiğini ve en az miktarda malzeme kullanarak alanı en üst düzeye çıkardığını kanıtladı. Bu “bal peteği varsayımı” olarak bilinir. Altıgen hücreler balmumu depolamanın yanı sıra larvaları da koruyup tutarak sıcak iklimlerde balmumunun erimemesini sağlar.
Arılardan ilham alan bilim insanları, uçak aynalarında, yapı malzemelerinde ve rüzgar türbini kanatlarında geometriyi uyguluyor. Tasarım, kaynak verimliliğine, ağırlığı ve malzeme maliyetlerini azaltmaya odaklanıyor.
Spesifik olarak, James Webb Uzay Teleskobu'nun (JWST) aynaları bal peteği şeklinde düzenlenmiş 18 altıgen parçadan oluşur. Bu geometri, yapısal bütünlüğü korurken ve uzay görevleri için çok önemli olan ağırlığı en aza indirirken, ışığın yakalanması için yüzey alanını maksimuma çıkarır.
Bunlar biyomimikrinin ve doğanın verimli tasarımlara ve yeniliklere nasıl ilham verdiğinin sadece birkaç örneğidir. Bu liste hiçbir şekilde kapsamlı değildir ve yalnızca doğanın yapılarında ve süreçlerinde yaptığı iyileştirmelere değinmektedir. Günümüzde bilim adamlarının mevcut teknolojileri geliştirmek için üzerinde çalıştığı birçok doğal sistem ve süreç bulunmaktadır.
Doğa, yalnızca doğal dünyaya fayda sağlamakla kalmayıp aynı zamanda insanlara ilham alabilecekleri yenilikler yaratma konusunda ilham vererek sistemlerini geliştirmeye ve optimize etmeye devam ediyor.
Havacılık ve uzay teknolojisi ile ilgili makale ve haberlere ilginiz varsa sizi yeni projemize davet ediyoruz. AERONAUT.media.
Ayrıca şunu da okuyun:
- Dünyanın Sonunu Getirebilecek 6 Kıtalararası Balistik Füze (ICBM)
- Bisiklet Nasıl Seçilir: Yeni Başlayanlar İçin Kılavuz ve
