Інноваційні дизайн-рішення для збереження природи за логікою біомімікрії

ТЕМА: «Інноваційні дизайн-рішення для збереження природи за логікою біомімікрії» Виконала: вчитель біології, і екології ВСП «ТЕК БНАУ» Семенюта Н. А.

ПЛАН Вступ. Актуальність досліджень біомімікрії Здоров’я: інфекції та бактерії, які розмножуються на поверхнях Зміна клімату: відмова від викопного палива й перехід до сталої енергетики. CO2 – загроза для планети та здоров’я людей. Посуха, нестача питної води Стрімка урбанізація Проблеми нестачі харчових продуктів, голоду Відходи Висновки

Коли ми говоримо про інновації, дослідження та розробки , то перша асоціація – високі технології, від інформаційних до аерокосмічних. І майже ніколи ми не замислюємося про інновації від природи, які дедалі більше набирають обертів для розвитку сталих міст і громад, сталих рішень у медицині, будівництві, архітектурі,дизайні. Одним із напрямів таких інновацій є біомімікрія – процес вивчення та імітації стратегій, що існують у природі для застосування їх у розв'язанні проблем людства.

Які виклики людству можуть вирішуватися за допомогою біомімікрії?І які підказки природи можуть бути корисними для бізнесу?

Адже єдиний винахідник, якому вдалося встояти перед кризами, потрясіннями й катаклізмами упродовж 3,8 млрд років – це ПРИРОДА. Питання лише в тому, чи зможе людина в епоху пандемічних потрясінь, зміни клімату й  нової хвилі масового знищення природи, навчитися знаходити рішення, зазираючи в системи живих організмів, рослин і тварин?Розглянемо сім викликів, які долає людство, і рішення від природи, які успішно зімітовані, випробувані та втілені бізнесом.

1. Здоров’я: інфекції та бактерії, які розмножуються на поверхнях. Весь світ згуртувався навколо головної проблеми – пандемії COVID-19. Чим може зарадити біомімікрія? Професор Університету Флориди Ентоні Бреннан шукав новітні методи, щоб запобігти прилипанню морських мікроорганізмів до корпусів кораблів. Допитливість змусила його задуматися, чому до акул не чіпляються мікроорганізми та водорості. З'ясувалося, що текстура акулячої шкіри робить акул стійкими до бактерій і мікроорганізмів. Це натхнення від природи спонукало вченого розробити інновацію, яку протестували й  використовують у компанії Sharklet Technologies. Компанія була першою у світі мікротекстури, яка стримує ріст бактерій на поверхнях.

2. Зміна клімату: відмова від викопного палива й перехід до сталої енергетики. Виробництво викопного палива людством призвело до накопичення викидів парникових газів Одним із вирішення цеї проблеми є розвиток відновлюваних джерел енергії. Біомімікрія пропонує застосовувати способи видобутку альтернативної енергії, підгледівши такі стратегії в природи. Наприклад, компанія Whalepower пропонує технологію Tubercle Technology™, яка імітує вихроутворювальні нарости на плавниках горбатого кита для використання цієї технології у високооб'ємних низькошвидкісних стельових вентиляторах. У порівнянні зі звичайними вентиляторами вони знижують енергоспоживання й шум на 20%. Нині Whalepower комерціалізує свою технологію также для вітрової енергетики.

3. CO2 – загроза для планети та здоров’я людей. Каліфорнійська компанія Blue Planet розробила технологію, яка вловлює CO2 з димових газів і створює карбонатні мінерали на заміну цементу або агрегатним компонентам бетону. На створення технології надихнула біомінералізація коралів – вони використовують розчинений CO2 для вирощування твердих рифів.

4. Посуха, нестача питної води. Забезпечення питною водою засушливих регіонів є водночас і необхідністю, і можливістю для розвитку бізнесу. Так, намібійський жук, який конденсує на своїй чорній бугристій спинці водяну пару, «підказав» людині, де шукати воду для ведення сільського господарства в пустелі. Вчені Массачусетського технологічного інституту й Католицького університету Чилі спостерігали за процесом і винайшли нове дизайн-рішення. Їхня сітчаста технологія збору вологи з туману може поглинати 10% водяної пари і є готовим рішенням для напівзасушливих регіонів.

5. Стрімка урбанізація. За даними ООН, 55% світового населення сьогодні живе в містах, а за прогнозами до 2050 року 68% населення світу переїде у великі міста. Міста стануть більшими й чисельнішими та зіткнуться з дефіцитом води, їжі й енергії. Для подолання наслідків урбанізації, біомімікрія пропонує поглянути на лотос. Поверхня квітки в природний спосіб відштовхує частинки пилу й бруду, зберігаючи іскристі пелюстки. Коли вода котиться лотосом, вона прибирає все з поверхні, залишаючи чисте та здорове листя. Німецька компанія Ispo розробила фарбу зі схожими властивостями – Lotusan®. Поверхня фарби теж відштовхує пил і бруд, зменшуючи потребу у воді для очищення зовнішньої частини будинку.

6. Голод, нестача харчових продуктів і забруднення довкілля внаслідок сільгоспдіяльностіЩороку 25% світових продовольчих культур втрачаються внаслідок грибкового зараження. Для запобігання цій втраті використовуються різні синтетичні фунгіциди. Однак це завдає серйозної шкоди і здоров'ю людей, і довкіллю. Утім, рослини мають багато природних методів боротьби з подібними хворобами. Вони в природний спосіб виробляють леткі молекули, щоб захистити себе від багатьох грибкових захворювань, а також стимулюють інші рослини в довкіллі активувати свою захисну систему. Цією захисною системою рослин у природі надихнулася компанія Nanomik, яка винайшла технологію і запропонувала розв'язання проблеми псування сільськогосподарської продукції за допомогою індивідуальної капсуляції природних захисних молекул.

7. Відходи. Відходи є істотною глобальною проблемою. Їхні обсяги зростають разом із чисельністю світового населення іта підвищенням рівня життя. Найбільшу проблему становлять відходи упаковки. Легкий і недорогий пінополістирол є прикладом одного з найпоширеніших пакувальних матеріалів. На жаль, він жахливо впливає на довкілля. Американська компанія Ecovative винайшла матеріал, виготовлення якого не потребує нафти. Він здатний біологічно розкладатися, не виділяє небезпечних парів і насправді може допомогти утилізувати органічні відходи. Її продукт – піна Myco – виготовляється з компосту, змішаного з грибним міцелієм. Готовий виріб може бути використаний майже всюди, де застосовувається пінополістирол, зокрема для виготовлення пакування або як утеплювач, а коли настає час для утилізації, піна Myco легко розкладається.

Незважаючи на те, що біомімікрія все ще є новітньою галуззю, вже існують деякі стандарти для неї, розроблені Міжнародною організацією зі стандартизації (ISO) стандарти ISO 18458 (щодо термінології, концепцій та методології) та ISO 18459 (біоміметична оптимізація). AFNOR також має стандарт, відомий як XP X42-502, який фокусується на біоміметиці та екодизайні. Українські компанії, науковці, винахідники також приділяють дедалі більше уваги біомімікрії.

ВИСНОВКИ:1. Одним із напрямів інновацій від природи є біомімікрія – процес вивчення та імітації стратегій, що існують у природі для застосування їх у розв'язанні проблем людства.2. За допомогою науки біомімікрії, за її логікою можна вирішити глобальні проблеми утилізації відходів, голоду, нестачі харчових продуктів і забруднення довкілля внаслідок сільгоспдіяльності,викидів вуглекислого газу, стрімкої урбанізації,посухи, нестачі питної води, проблеми здоров’я та розповсюдження бактерій на Землі.

ДЯКУЮ ЗА УВАГУ!!!