Добавить новость
АиФ
Сентябрь
2024

Подобно природе. Какие изобретения человек позаимствовал у животных

0
АиФ 

Люди подглядывают за всем, что их окружает. С давних времён они пользовались принципами, взятыми у животного и растительного мира. Ведь лучший экспериментатор на Земле — сама природа. И в наше время человек продолжает создавать устройства и материалы, вдохновлённые способностями тех или иных животных. Рассказываем о некоторых идеях.

Что можно «разглядеть» с помощью звука

Эхолокация у животных основана на их способности испускать и воспринимать отражённые звуковые сигналы, обычно высокочастотные. Время задержки отражённой волны определяет положение, удалённость и размер объектов.

Например, летучие мыши генерируют ультразвук с помощью особых надгортанных связок. Дельфины используют более низкие частоты для эхолокации.

Человек давно взял на вооружение этот метод. Действие аппарата УЗИ основано на распространении продольных механических волн, которые датчик посылает, а после регистрирует отражённые от границ между разными биологическими тканями волны.

Или взять эхолот — прибор для исследования подводного ландшафта. Он испускает электромагнитную волну в исследуемую область, а отражённые колебания возвращаются и регистрируются прибором. Этот временной промежуток и даёт возможность оценить расстояние до объекта. Так же действует и радиолокация летательных аппаратов.

Ультразвуковая дефектоскопия применяется в металлургии, строительстве и авиации. С помощью этого метода находят трещины и другие дефекты в материалах без их разрушения.

Но есть и другие применения ультразвука.

«Ультразвуковая сварка — один из способов соединения поверхностей давлением. Этот метод использует колебания с частотой 20–40 кГц. Сначала металлические детали сжимаются, а после в зону контакта вводят ультразвуковые колебания. Там возрастает температура, что повышает пластичность внешних слоёв металла, испарение плёнок жира и влаги, растрескивание окисного слоя. Так соединяемые детали сближаются на расстояние, достаточное для появления межатомного взаимодействия, благодаря которому образуется монолитное соединение», — рассказывает доцент кафедры «Сварочное производство, метрология и технология материалов» Пермского Политехнического университета Елена Федосеева.

Ультразвуковая сварка используется для соединения металлических деталей небольшой толщины и полимерных материалов. Основные области применения сейчас — сварка электродов аккумуляторных батарей, сращивание медных и алюминиевых пластин для солнечных батарей, герметизация медных труб в кондиционерах и холодильниках. Также разработан процесс сварки костных тканей в живом организме, основанный на ускорении ультразвуком процесса полимеризации мономеров.

Как «увидеть» с помощью тепла

Способность воспринимать инфракрасный свет называют тепловидением. Змеи делают это, обладая специальными органами — ямками, расположенными рядом с глазами. Эти органы особенно хорошо развиты у гадюк и позволяют им «видеть» тёплые объекты на расстоянии до нескольких метров. Похожие ямки есть у летучих мышей-вампиров. Использование тепла для поиска жертв характерно и для насекомых, таких как комары и клопы.

Человек тоже создал прибор, способный улавливать тепловое излучение — тепловизор. «Любое тело, имеющее температуру выше −273,15 °C, излучает инфракрасные волны. В тепловизоре находится матрица из датчиков, которые меняют электрическое сопротивление при нагреве таким излучением. Аппаратура интерпретирует эти данные как температуру наблюдаемых объектов», — объясняет инженер кафедры общей физики ПНИПУ Константин Латкин.

Тепловизоры стали незаменимыми в медицине, оборонной отрасли и при утеплении жилых помещений. В медицине они используются для бесконтактного и быстрого измерения температуры, что безопаснее и быстрее, чем использовать термометры с токсичной ртутью. В оборонке эти приборы помогают выявлять вражеские боевые единицы даже в сложных погодных условиях. А специалистам в области утепления тепловизоры нужны для обнаружения плохо изолированных от внешних температур областей.

Усилить видимый свет

У кошек и собак в глазах есть особая структура — тапетум. Это отражающая мембрана, которая помогает увеличить количество света, попадающего на сетчатку. Так улучшается видимость в условиях низкой освещённости.

«Подобный принцип человек использовал в электронно-оптическом преобразователе, — рассказывает Латкин. — Прибор работает на двух явлениях: фотоэффекте и люминесценции. При попадании на катод частицы света, фотона, отрицательная частица "выбивается" и устремляется к люминофору. Это материал, который светится при "встрече" с электроном, а уже сам свет можно легко различить человеческим глазом. Такие приборы способны обеспечить человеку видимость даже в темноте».

Превратиться в хамелеона

Некоторые животные — например, каракатицы и осьминоги — меняют цвет благодаря особым хроматофорным клеткам, содержащим пигменты. Эти клетки сжимаются и расширяются, что позволяет моллюскам изменять окраску менее чем за секунду. Это необходимо для маскировки либо общения.

Учёные заметили, что моллюски не подстраивают окраску своего тела точь-в-точь под окружающую среду, они зрительно считывают обстановку и выбирают тот шаблон цвета, который заложен в них генетически и отобран в ходе эволюции.

У хамелеона изменение окраски происходит иначе. Поверх слоёв кожи, которые содержат хроматофоры, у него есть два слоя клеток, содержащих нанокристаллы. Именно они влияют на то, как свет отражается от кожи и какой цвет видит наблюдатель. Недавние исследования показали, что хамелеоны меняют окрас в ответ на изменение температуры и настроения, для коммуникации, но в меньшей степени — для маскировки.

А вот учёные сейчас стремятся создать костюм, способный принять цвет окружающей среды. Это будет идеальное средство для маскировки. Для этого в него нужно внедрить видеокамеры, снимающие и распознающие фон за спиной человека, и множество маленьких высокотехнологичных экранов, показывающих изображение этого фона на лицевой части костюма.

Стать бесшумным, как сова

Совы должны быть абсолютно бесшумными, чтобы незаметно подкрадываться к добыче. В этом им помогает особая структура перьев. Волокна изолируют поток воздуха от крыльев, что позволяет избежать громких звуков, включая хлопанье.

Эту идею человек широко использует в строительстве.

«Воздух, а точнее вакуум — лучший звукоизолятор. В качестве материала стен между квартирами, как правило, используются силикатные блоки толщиной 80-100 мм, изготовленные из извести и песка, керамический кирпич, гипсовые пазогребневые плиты или газобетонные блоки. Такие изделия имеют пустоты, что повышает их звукоизоляционную способность, — проводит аналогию с природой доцент кафедры строительного инжиниринга и материаловедения Пермского Политеха Степан Леонтьев. — В межквартирных перегородках пространство между блоками заполняют минеральной ватой. Это материал, который делают преимущественно из горных пород (базальта), связующего вещества и специальных добавок. Благодаря волокнистой структуре и воздуху, хаотично расположенному между волокнами, минеральная вата обладает хорошими звукоизоляционными свойствами. Такими же свойствами обладают газобетон, пробка, перфорированные панели из гипса».




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Константин Клименко: «Русский язык будут широко изучать в Буркина-Фасо»

Поймайте его, если сможете: 17 октября в прокат выходит картина Дмитрия Клепацкого «Схватка»

Гастроэнтеролог Садыков назвал 3 основные причины непреодолимой тяги к сладкому

Поймайте его, если сможете: 17 октября в прокат выходит картина Дмитрия Клепацкого «Схватка»


Новосибирские хирурги восстановили мальчику бедренную кость при помощи 3Д конструкции

В Москве пройдёт агропромышленная выставка «Золотая осень – 2024»

Что будет, если долго сидеть: 5 опасных последствий

В Москве продолжаются киновечера под открытым небом


James Toney Names The Only Fighter That Would Beat Both Artur Beterbiev And Dmitry Bivol

NIN-SIM linkage of all phone numbers completed, says NCC

BBC in last-minute U-turn over decision to show major sport event for free as Great Britain aim to make history

Comer slams Raskin over his election certification comments: 'Ultimate hypocrite'


Аврора

Где в нашей стране можно насладиться видом северного сияния? Вот парочка мест

У реки

«СПУТНИКС» представила свои космические разработки Михаилу Мишустину на международном экспортном форуме «Сделано в России»


Metaphor: ReFantazio стала одной из самых популярных игр ATLUS на релизе

Metaphor: ReFantazio tips: 10 things I wish I knew before starting this 100-hour RPG

To mark the launch of Metaphor: ReFantazio, Sega is going to make someone a real-life noble, but there's a catch—you'll be joining the nobility of an illegitimate nation in the North Sea with only one resident

'That's what we're trying to do, be a DM that enables any player's play style:' Check out the upcoming RPG that's trying to do Baldur's Gate 3 in miniature⁠—in more ways than one



В Московской области сотрудники Росгвардии задержали нетрезвого водителя

В Московской области сотрудники Росгвардии задержали нетрезвого водителя

В Московской области сотрудники Росгвардии задержали нетрезвого водителя

В Люберцах росгвардейцы задержали гражданина, находящегося в федеральном розыске




«Согласие» выплатило 26 млн из-за потерянного якоря

Женщина умерла после удаления всех зубов в московской стоматологии

Гастроэнтеролог Садыков назвал 3 основные причины непреодолимой тяги к сладкому

EVITA BEAUTY STORE - интернет-магазин косметики премиум-класса!


В Европе стартовали ядерные учения НАТО Steadfast Noon

Как реализовывать желания?

Лекция об истории информирования в транспорте пройдет в Москве 17 октября

Нижегородская область заняла 21 место в стране по уровню финансового благополучия


Арина Соболенко сместила Игу Швёнтек с первой строчки Чемпионской гонки WTA

Арина Соболенко поделилась планом на полуфинал WTA-1000 в Ухане с Кори Гауфф

Александрова не смогла пройти в полуфинал турнира WTA в Китае

Рыбакина гарантировала себе участие в Итоговом турнире WTA


Москва помогает экспортёрам выходить на рынки Ближнего Востока и Северной Африки

Герою России вручили сертификат на полтора миллиона рублей

Нижегородская область заняла 21 место в стране по уровню финансового благополучия

Мост через Каму: готовность 91%


Музыкальные новости

Luxury Girl, Моргенштерн*, салюты и тусовка века: как прошла свадьба блогера Зубарева

Симфоническое Rammstein-шоу

Архангелогородка стала солисткой проекта «Наследие Елены Образцовой»

Спевший с P.Diddy Тимати впервые отреагировал на обвинения против рэпера



В Московской области сотрудники Росгвардии задержали нетрезвого водителя

В Московской области сотрудники Росгвардии задержали нетрезвого водителя

В Московской области сотрудники Росгвардии задержали нетрезвого водителя

В Люберцах росгвардейцы задержали гражданина, находящегося в федеральном розыске


В субботу в Пулково задерживаются семь рейсов

2. Генерал-полковник Алексей Воробьёв поздравил специальный моторизованный полк Росгвардии с присвоением почётного наименования "Измайловский"

«Будем тусоваться и веселиться»: Джаред Лето рассказал, когда выступит в России

Руководители из АШАН, Sunlight, Детский Мир, TanukiFamily выступят на Mindbox Конференции 29 октября


В Московской области сотрудники Росгвардии задержали нетрезвого водителя

В Москве два человека пострадали при наезде автобуса на канализационную решетку

В Московской области сотрудники Росгвардии задержали нетрезвого водителя

В Московской области сотрудники Росгвардии задержали нетрезвого водителя


Пограничники России покидают КПП на ирано-армянской границе

В Кремле откровенно ответили на информацию о том, что Трамп тайно передавал COVID-тесты Путину

Почему Токаев отказал Путину и не пришёл на приём? "Атомные игры" и глобальный выбор Казахстана

Садыр Жапаров: Запад не должен указывать Бишкеку, сотрудничать ли нам с РФ


В Кремле откровенно ответили на информацию о том, что Трамп тайно передавал COVID-тесты Путину




Строители, блогеры, врачи. Чьи Rolls-Royce и Lamborghini эвакуируют в Москве за нарушения правил

ОБРАЩЕНИЕ фонда поддержки социально-гуманитарных, образовательных, медицинских и культурных программ «единство и милосердие»

Инфекционист призвал не создавать ажиотаж вокруг лихорадки Марбург

«С бытовой точки зрения жизнь в Москве удобнее, чем в Монако»


Киев концентрирует силы для атаки на другой регион России, солдатам приходится платить за эвакуацию из зоны конфликта под Курском


Суд отклонил иск с требованием удалить публикации о запертых детях в "Крокусе"

«С бытовой точки зрения жизнь в Москве удобнее, чем в Монако»

На территории кампуса МГСУ построят ледовую арену

В Московском марафоне приняли участие до 30 тысяч спортсменов


«Белорусский расследовательский центр»: Лукашенко подарили участок земли в Абхазии



Сергей Собянин рассказал о строительстве новой ветки в метродепо «Столбово»

Собянин: Москва построит 7 млн кв м жилья по реновации, выделено 1,2 трлн рублей

Собянин: В кварталах реновации продолжится создание социальной инфраструктуры


Орнитолог Коблик: мурмурация нужна птицам для защиты от хищников

В филиал Московского зоопарка в Великом Устюге доставили краснокнижного зубра

Краснокнижный зубр доставлен в филиал Московского зоопарка в Великом Устюге


Церковь Святителя Николая Чудотворца возрождается в Серпухове

Герою России вручили сертификат на полтора миллиона рублей

Мост через Каму: готовность 91%

Москва помогает экспортёрам выходить на рынки Ближнего Востока и Северной Африки


Ледовое усиление: как в России развивается гражданское судостроение

В Архангельске горел очередной “расселенный” деревянный дом: из соседних домов эвакуировали людей

Синоптик Ильин: этой зимой не избежать 30-градусных морозов в Подмосковье

Студент из Архангельска получил стипендию для стажировки в Китае: новые горизонты с Российскими студенческими отрядами


Нездоровая ситуация: эксперт оценил взлет цены на красную икру в России

В Феодосии оценят ущерб от пожара на нефтебазе

Прогноз погоды в Крыму на 11 октября

Литературный час «Время мое в грядущем...».


Церковь Святителя Николая Чудотворца возрождается в Серпухове

Фильм к 100-летию руководителя московского совета ветеранов покажут в Музее Победы

Мост через Каму: готовность 91%

Герою России вручили сертификат на полтора миллиона рублей












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
ATP

Шанхай (ATP). 1/2 финала. Синнер поборется с Махачем, Джокович – с Фрицем






Церковь Святителя Николая Чудотворца возрождается в Серпухове

Герою России вручили сертификат на полтора миллиона рублей

Лекция об истории информирования в транспорте пройдет в Москве 17 октября

«Техноград» приглашает москвичей на фестиваль личностного развития «Новый уровень»