Știinţa copiază natura: fotosinteza artificială + TOP 3 invenţii biomimetice

221

O echipă de cercetători suedezi a reușit să dezvolte un catalizator molecular care are capacitatea de a descompune rapid apa în hidrogen și oxigen, folosind energia solară, asemenea fotosintezei. Rezultatul este o contribuţie semnificativă adusă cercetării în domeniul surselor de energie regenerabilă și este doar cel mai recent exemplu de avans tehnologic prin imitarea unui principiu din natură.

Cercetătorii de la Royal Insitute of Technology din Stockholm, Suedia, sunt primii care au reușit să obţină o viteză de oxidare a apei comparabilă cu cea din cadrul fotosintezei naturale, informează Phys.org. Prin urmare, ei au reușit să stabilească un record care a întrecut eforturile de 30 de ani ale europenilor, japonezilor și americanilor de a recrea fotosinteza.

„Viteza a fost principala problemă (…) în privinţa creării fotosintezei artificiale perfecte,” a explicat profesorul Licheng Sun, de la departamentul de Chimie al KTH. Catalizatorul dezvoltat de profesorul Sun are o rată de turnover (descompunere în produși simpli) de 300/sec., în timp ce fotosinteza naturală are un turnover cuprins între 100/sec. și 400/sec.

„Descoperirea este, în mod evident, un record mondial și o descoperire majoră în domeniul catalizatorilor moleculari pentru fotosinteza artificială”, a remarcat profesorul Sun. „Această viteză face posibilă în viitor crearea unor uzine de generare a hidrogenului în Sahara, unde lumina solară abundă; sau obţinerea unei conversii mult mai eficiente a energiei solare în energie electrică, folosind simultan și celule fotovoltaice”, a adăugat cercetătorul.

Top 3 invenţii biomimetice din lume

Fotosinteza artificială este doar cel mai recent dintre sistemele tehnologice dezvoltate prin imitarea unui principiu funcţional din natură. Această metodă de dezvoltare tehnologică se numește BIOMIMETICĂ și a devenit tot mai puternică la nivel global.

Inginerii din Germania aplică, de exemplu, biomimetica atunci când studiază penele principale, în formă de degete, ale răpitoarelor pentru a crea aripi care își schimbă forma în zbor. O astfel de inovaţie ar putea reduce rezistenţa la înaintare și poate crește eficienţa consumului de combustibil, notează National Geographic. Arhitecţii din Zimbabwe folosesc și ei principiul biomimeticii atunci când studiază cum reglează termitele temperatura, umiditatea și fluxul de aer din mușuroaiele lor, pentru a construi clădiri mai confortabile, arată aceeași sursă. Iar în Japonia se folosesc deja ace hipodermice care au margini fin zimţate, precum cele de pe trompa unui ţântar, pentru a minimiza stimularea nervilor și, implicit, durerea.Iată trei dintre cele mai cunoscute invenţii biomimetice din lume, expuse de Scienceray.com.

Turnul Eiffel – femurul

Turnul Eiffel este una dintre cele mai bune structuri de inginerie civilă din lume. Secretul lui? Sistemul Truss, un principiu special, însă nicidecum unic. De fapt, inginerul elveţian Karl Cullman s-a lăsat inspirat de structura oaselor umane. Acestea sunt alcătuite din „spiţe” minuscule, interconectate ca zăbrelele unei colivii. Acest sistem reduce efectul greutăţii sau a oricărei presiuni exercitate pe oase. Oasele din zona coapselor pot suporta o greutate de până la o tonă! Aceasta este structura după care a fost construit și Turnul Eiffel.

Podurile suspendate – tendoane

Podurile suspendate sunt mai economice decât omoloagele lor cu numeroși stâlpi grei de susţinere. Ba mai mult, sunt chiar mai durabile datorită cablurilor formate din alte cabluri mai mici, răsucite. Fiecare dintre aceste cabluri mai mici este, la rândul lui, o legătură de molecule răsucite, care sunt, la rândul lor, formate din legături de atomi cu structură de tip helix.

Kevlar – pânza de păianjen

Pânza de păianjen este unul dintre cele mai puternice materiale care există. Deși are diametrul de mai puţin de 1 milimetru, este de 5 ori mai puternică decât un fir de oţel de aceiaşi dimensiune. În plus, este atât de ductilă, încât în fir întins ar înconjura de trei ori Pământul şi ar cântări mai puţin de un kilogram. Tocmai de aceea, mătasea de păianjen are o utilitate aparte în industrie, după modelul căreia a fost creat kevlar-ul, cel mai puternic material industrial. Un glonţ cu o viteză de 150 km/h nu poate trece printr-un material realizat din kevlar.