אורגניזם החודש: הנמלה

חוקרים מאוניברסיטת קיימברידג' הראו כיצד נמלים משנות את גודל וצורת כריות רגליהן כדי לאפשר להן לשאת משקלים כבדים.  כריות רגלי הנמלים הן בעלות יכולת ניקוי עצמית, ויכולות להידבק כמעט לכל סוג של משטח, תכונה רצויה לכל דבק.

במהלך המחקר צולמה תמונה מדהימה של נמלה אסייתית תלויה על משטח דמוי זכוכית כשפניה מטה כאשר היא מחזיקה משקל של 500 מ"ג בלסת שלה, פי 100 ממשקל גופה !

החוקרים מקווים שפענוח מנגנון הנשיאה של הנמלה יוכל לסייע בפיתוח דבקים יעילים יותר.

http://news.bbc.co.uk/2/hi/uk_news/8526086.stm

חדשות מהטבע מאי 2010

קוראים יקרים,

החודש ציינו את חג הביכורים וחגגנו את פרי אדמתנו.החקלאות התעשייתית מתמקדת לרוב בזן אחד, חד שנתי ומשתמשת בדלק מאובן למיכון ובחומרי הדברה ודישון. אם נסתכל בטבע על מערכות אקולוגיות טבעיות נראה שהן מורכבות ומבוססות על מגוון מינים, משתמשות במשאבים המקומיים, ממחזרות את רכיבי המזון שלהן ומשמרת את פוריות האדמה. התבוננות במערכות אלו מלמדת כי המגוון מאפשר קיום מערכת מתפקדת ועמידה לשינויים לאורך הזמן.

מגוון המינים הוא נושא סביבתי חשוב ומרכזי. שנת 2010 הוכרזה על-ידי האו"ם כשנת מגוון המינים, ועל כן הוקדש כנס ירושלים לסביבה וטבע שנערך החודש, לנושא שימור המגוון הביולוגי.

מעריכים שיש כיום בעולם כ- 13 מיליון מינים מהם זוהו רק 1.75 מיליון.

שמירה על מגוון המינים חשובה לקיומה ותפקודה של המערכת האקולוגית כולה. המינים הם המרכיבים הביוטיים של כל מערכת אקולוגית, פגיעה במין מסוים עלולה לגרום לפגיעה במינים נוספים ולמוטט מערכת אקולוגית שלמה.

תחום הביומימיקרי שופך אור נוסף על חשיבות השמירה על מגוון המינים. הטבע "כמורה, מודל, ומדד" מאבד כמה ממוריו הטובים מדי יום. כל אחד מהמינים הנכחדים לא יוכל יותר לשמש כמקור השראה ללמידה ולפיתוח מקיים.

קריאה מהנה,

ארגון הביומימיקרי הישראלי

בית החוטם: מאווררים משמרי טמפרטורה

ציפורים קטנות ויונקים ממזערים את אובדן החום בתהליך הנשימה באמצעות משחלפי החום הנמצאים במעברי האף. תהליך הנשימה הינו תהליך בזבזני מבחינה אנרגטית בו אובד חום קריטי. אויר הנשאף לגוף בדרך כלל קר מטמפרטורת הגוף ובעל החיים מפסיד חום בנשיפת אויר שהתחמם בגופו לסביבה. משחלפי החום המצויים בתעלות האף, נועדו למזער את בעיית איבוד החום. במהלך הנשיפה, החום נכלא בדופן כלי הנשימה כך שהאויר יוצא כמעט בטמפרטורת הסביבה. בשאיפה, החום הכלוא משתחרר לאויר הנשאף וכך האויר המגיע למערכת הנשימה חם יותר מטמפרטורת הסביבה ואובדן האנרגיה לשימור החום קטן.

מבנים עומדים בפני אותו אתגר. יש לאוורר מבנים תוך איבוד חום מינימלי בחורף ואיבוד קור מינימלי בקיץ. משחלפי חום אומנם קיימים בשוק, אך עדיין לא הגיעו לשימוש בבתים מאחר ואינם פשוטים ויעילים כפי שקיים במודל הטבעי. חוקרים מארה"ב (Duke University) פיתחו מודל המבוסס על משחלפי החום הטבעיים שמטרתו להחליף אויר עם הסביבה ללא השפעה על הטמפרטורה בתוך המבנה. תוצאות הניסויים עם מודל ראשוני זה הן כי שימוש במודל חילוף החום של יונקים שונים, יכול לסייע רבות לחיסכון אנרגטי בחימום וקירור מבנים. עוד נמצא במחקר, כי ככל שתעלות האוורור עם משחלפי החום ארוכות וצרות יותר, בדומה לכלי הנשימה, כך פעולתן אפקטיבית יותר. 

מקור הידיעה

לראות כמו דג

התפתחות הננוטכנולוגיה והביוטכנולוגיה של השנים האחרונות מאפשרות תכנון ובניה של מבנים הנדסיים המחקים מבנים ביולוגים כדי לשפר את היעילות והתפקוד של חישנים הנדסיים.

יאנג ועמיתיו מאוניברסיטת אילנוי שבארה"ב עומלים על פיתוח אב טיפוס לחיישן מלאכותי שיחקה את הפונקציה של חיישן הקו הלטרלי של הדג. הקו הלטרלי (lateral line) הינו מבנה המורכב שורה של קצוות עצב ומצוי על גופם של דגים. הוא נראה כקו בעל צבע שונה המצוי על העור. קצוות העצב עטופים סביב שערות סנסוריות המשובצות במסות דמויות ג'לי החשופות למים. כשהמים רוטטים מתנועות של טרף/טורף הג'לי רוטט וגורם לשערות להתכופף. גירוי העצב שולח מסר למוח. הדמיה של הסביבה המבוססת על הקו הלטרלי הינה קריטית להישרדותו של הדג.

יאנג ועמיתיו פיתחו חיישן קו לטרלי מלאכותי בעזרת שימוש בטכנולוגיית MEMS (מערכת מיקרואלקטרומכנית) ובחנו את יכולת האיתור של המערכת. מערכים של קוים לטרלים ביומימיטיים הורכבו סביב צילינדר ואלגוריתם עיבוד אות איפשר הדמיה תלת מימדית של אירועים הידרודינמיים. נמצא כי המערכת מזהה וממקמת במרחב באופן מדויק תנודות מלאכותיות ואף תנודות זנב של סרטן הנהרות בתנאים שונים.

חיישן קו לטרלי מלאכותי מהווה פריצת דרך בפיתוח כלי תחבורה ורובוטים ימיים.

מקור הידיעה

טורבינת רוח בהשראת כנפי דבורים

מאת: יעל הלפמן כהן

חברת greenwavelength האמריקאית הציגה לפני מספר חודשים אב טיפוס של טורבינת רוח בעלת להבים הנעים בהשראת כנפי חרקים. ההנחה הרווחת היא שטורבינות רוח בדמות טחנות רוח הן היעילות ביותר לייצור אנרגיה. בדגם שהוצג על ידי החברה יש שתי כנפיים בלבד, באורך 5.7 מטר. טורבינות רוח אחרות שפותחו עד כה, מצליחות לנצל פחות מ- 30% מאנרגית הרוח, בעוד העיצוב הייחודי של דגם זה, בהשראת כנפי החרקים, אמור לשפר את תפוקת האנרגיה השנתית ולהמיר למעלה מ-30% מהאנרגיה. הטורבינה נמצאת כעת בשלב הבדיקות לבחינת מדדי היעילות שלה.

מנהל החברה, בוגר MIT המתעניין בביומימיקרי ובקלינטק, מאמין כי פתרונות פורצי דרך מגיעים משילוב של תחומים שונים וכי פיתוח טורבינת רוח בהשראת הטבע יוביל להשגת יעילות רבה יותר.

טורבינה מסוג זה יכולה להיות נגישה גם לצרכנים פרטיים הרוצים לייצר אנרגיה. הכנפיים, העשויות מסיבי אלומיניום ופחמן, מאופיינות במשקל קל, בגודל קטן ובמראה אסטטי, והם יכולים לשמש ליצירת חשמל גם באזורים שאינם מחוברים לרשת. החברה עובדת כעת על הוזלת עלויות הייצור.

החברה עוסקת בייצור טכנולוגיות נוספות מבוססות ביומימיקרי ובהן ציפויים לאוניות המחקים את עור הכריש, עוקבים לפאנלים סולאריים המתפקדים כעלים ועוד. 

מקור הידיעה