אורגניזם החודש: הכריש

חוקרים ממכון המחקר IFAM בברימן קיבלו לאחרונה את פרס Joseph von Fraunhofer לשנת  2010 עבור פיתוח ויצור צבע אוירודינמי למטוסים שמפחית חיכוך ובכך מעלה את היעילות האנרגטית של המטוס ומוריד את פליטות ה- CO₂ לאויר.

מקור ההשראה והמודל לצבע הוא לא אחר מאשר הכריש. מבנה הקשקשים של הכריש מפחית חיכוך והתנגדות.

האתגר הפיתוחי היה עצום. לא רק חיקוי מבנה אלא חיקוי מבנה שעדיין יהיה פונקציונלי בתנאי תעופה: טווח טמפרטורות רחב (בין 55- ל- +70 מעלות), קרינת UV אינטנסיבית ומהירויות גבוהות.

הצבע מורכב מננו-חלקיקים, המחקים את מבנה עור הכריש, אשר מבטיחים שהצבע לא ידהה כתוצאה מקרינת ה- UV, שינויי הטמפרטורה והעומסים המכניים התכופים. כמו-כן הצבע משמש ככיסוי היחיד של המטוס כך שאין תוספת משקל למטוס. לפי הערכות, שימוש בצבע זה יכול לחסוך כ- 4.48 מיליון טונות של דלק. כמובן שהאפליקציות רבות וכוללות צביעת כלי שייט, מערכות המשתמשות באנרגיית הרוח וכל מקום בו התנגדות הרוח מורידה את היעילות של המערכת.

מקור הידיעה

חדשות מהטבע אפריל 2010

יום כדור הארץ אשר צויין בארץ ובעולם באירועים וכנסים שונים נועד להעלות את המודעות הסביבתית ולהזכיר לכולנו את הצורך בשמירה על הכדור, סביבת החיים שלנו. ביומימיקרי מספק לנו תזכורת יום יומית לעקרונות החיים בטבע התומכים בהמשך קיומנו, ומהווה מקור לחדשנות וללמידה סביבתית.

אנו תקווה כי תמצאו עניין בתאורי המקרה המובאים בהמשך ונשמח לשמוע על בקשותיכם לגליונות הבאים שעוד יבואו (info@biomimicry.org.il).

לקראת חגיגות ל"ג בעומר, כדאי לזכור כי מדורות ל"ג בעומר גורמות לעליה חדה ברמות זיהום האוויר. בתהליך השריפה נפלטים לאוויר ריכוזים גבוהים של חלקיקים נשימים המהווים סכנה לבריאות האדם, ופחמן דו חמצני הגורם להתחממות כדור הארץ. מומלץ לפעול לפי הנחיות המשרד להגנת הסביבה לחוגגי ל"ג בעומר.

                                                           בברכה חג שמח,

                                                                צוות ארגון הביומימיקרי הישראלי.

ביומימיקרי בישראל

מאת: יעל הלפמן כהן


מדענים באוניברסיטת תל אביב רשמו פטנט עולמי למקור אנרגיה המבוסס על עלי אפונה.
את הפיתוח מוביל נתן נלסון, פרופ' לביולוגיה מבנית מהמחלקה לביוכימיה. הבסיס לפטנט הם גבישים בגודל של לא יותר מחמישה מיקרון, שבודדו מהמבנה המורכב של חלבון שמקורו בעלה אפונה.

כאשר האירו את הגבישים באור השמש, בהיותם על גבי מצע מצופה בשכבת זהב מוליכה, נוצר פוטנציאל מתח חשמלי גבוה של 10 וולט. חומרי ציפוי אחרים, מוליכים אף הם, אפשרו להגיע עד למתח של 30 וולט.

תופעה מעניינת שנצפתה במהלך המחקר היא שהגביש יכול לספק מתח חיובי או שלילי בהתאם למיקומו יחסית לפני המוליך.

פרופ' נלסון הצליח כבר לפני מספר שנים לפענח אחד משני המבנים החלבוניים בעלים בהם מתבצע תהליך הפוטוסינתזה. היעילות של מנגנון זה גבוהה במיוחד. אחד משני המבנים החלבוניים (PSI- 1)  בודד מעלי האפונה הירוקה, ובמעבדה הפכו אותו עתה לגביש.
הגביש הוא מקור אנרגיה ידידותי לסביבה, והוא יכול לשמש  לטעינת סוללות קטנות, למערכות ראיית לילה או לטרנזיסטורים.
זוהי דוגמא לפיתוח ננו-טכנולוגי השואב את ההשראה והידע ממבנים ביולוגיים מורכבים מאוד. 

מקור הידיעה

רשתות הפצה בהשראת עורקי עלים

מאת: יעל הלפמן כהן

צוות של ביופיסיקאים מאוניברסיטת רוקפלר פרסמו לאחרונה מחקר על דרך חדשה לתכנון רשתות הפצה המבוססות על מבנה העורקים המובילים מים וחומרי הזנה בעלים. מבנה מקובל ונפוץ של רשתות הוא מבנה עצי המבוסס על גזע מרכזי ממנו מסתעפים ענפים ומהם תתי ענפים. החיסרון של מבנה זה הוא פגיעותו. במידה ויש פגיעה או שבר באזור מסוים, הענפים המסתעפים מנקודת שבר זו מתנתקים מהרשת. לעומתו מבנה העורקים בעלים מבוסס על לולאות, המאפשרות ביצוע מעקפים סביב נקודות הכשל.

רשת המבוססת על מבנה של לולאות מאופיינת ביתירות המקנה לה יתרון במצבים של פגיעות על-ידי ביצוע מעקף סביב האזור הפגוע. בנוסף רשת זו מתמודדת טוב יותר עם שינויים בעומסים, תכונה חשובה במערכות הפצה דינאמיות.

מבנה רשתי המבוסס על לולאות  ניתן למצוא גם בעורקי הדם ברשתית העין, במבנה אלמוגים, ובמבנה העורקים בכנפי חרקים.

מקור הידיעה

ביופסיה במוח בהשראת הצרעה הקודחת

סרטן מוח הוא אחד הקשים ביותר לאבחון. על מנת לאבחן האם הגידול ממאיר או שפיר יש צורך בביופסיה (הוצאה של פיסת גידול), תהליך שבדרך כלל מבוצע בניתוח אנדוסקופי (שימוש במצלמה זעירה המוחדרת למוח דרך פתח קטן בגולגולת על-ידי גשש ייחודי). בתהליך ניתוחי זה יש צורך בדיוק מרבי כדי למנוע נזק לרקמת המוח.

חוקרים ממרכז המחקר MNTC שבאנגליה מפתחים אב טיפוס של אנדוסקופ גמיש ובעל יכולת ניווט לשימושים נוירולוגיים המבוסס על מבנה הלקוח מהצרעה הקודחת.

צינור ההטלה של הצרעה הקודחת (wood boring wasp) הוא גם איבר העקיצה. איבר זה מכונה אוביפוזיטור אשר אחראי לניקוב העץ, להטלת הביצים והנחתם בתוך גזע העץ.

האוביפוזיטור מורכב משתי מחטים אשר יוצרות ביחד את העוקץ. מחטים אלו חודרות לגזע העץ ובתנועה ייחודית מנקבות את העץ תוך הטלת הביצים במיקום הדרוש. בהשראת מבנה פני השטח של האוביפוזיטור יוצרים החוקרים ב- MNTC גששים אנדוסקופיים מפולימר סינטטי המחקים את ייחודיות המיקרו-מבנה של האוביפוזיטור.

החוקרים מאמינים שאותו מיקרו-מבנה ייחודי לאוביפוזיטור של הצרעה יאפשר החדרה וניווט יעילים ובטוחים יותר של האנדוסקופ הנוירולוגי.

מקור הידיעה