Юный техник, 2015 № 03

ПОДРОБНОСТИ ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ По примеру кораллов

Люди наверху недостроенного дома занимались тем, что втыкали в его стену прутья. Скоро вся стена сверху была утыкана палками и прутьями. Потом они достали какие-то устройства, похожие на огнетушители, и распылили на стену порошок. Затем принялись поливать стену из шлангов. Но вместо того, чтобы зазеленели ветки, неожиданно стала расти сама стена, постепенно заполняя промежутки между прутьями.

Позднее выясняется, что порошок, которым посыпали стену, представлял собой споры кораллов. И полили их не обычной водой, а специальным раствором, от которого кораллы стали расти со сказочной быстротой.

Кораллы и в самом деле способны возводить своего рода постройки. Коралловые рифы в некоторых местах Мирового океана тянутся на сотни километров. Вот только росли они многие тысячи лет. Понятно, что строителей такие сроки не устраивают. А чудодейственного раствора, ускоряющего рост, в их распоряжении пока нет. В этом еще лет 30 тому назад убедился немецкий архитектор и дизайнер Р. Дербах, решивший было заставить кораллы строить молы, причалы, а то и морские архитектурные комплексы. Вскоре он разочаровался — кораллы наращивают свои строения на 2…3 см в год. Попытки же ускорить природные процессы ни к чему не привели.

Лишь недавно лондонский дизайнер Майкл Полин, похоже, придумал способ, как это сделать. Он продемонстрировал некий агрегат, смахивающий на покрытый накипью ТЭН — термоэлектронагреватель из кипятильника, рассчитанного разве что на Гулливеров. Если опустить это устройство в морскую воду и подключить к электросети, то на нем вскоре начнет образовываться налет минеральных солей.

«Так получают биокамень, — поясняет М. Полин. — Перед вами результат пропускания небольшого электрического тока через металлическую арматуру, погруженную в море. Таким образом ускоряются процессы осаждения минералов, растворенных в воде»…

По словам дизайнера, идею он позаимствовал у кокколитофоридов — одноклеточных морских организмов, заключенных в своеобразную клетку из карбоната кальция, извлеченного из морской воды.

Биолог Томас Горо уже восстанавливает коралловые рифы, ускоряя с помощью электричества природные процессы. Майкл Полин предлагает аналогичным образом выращивать здания, извлекая нужные элементы из воздуха. Эта идея пришла ему в голову, когда он под руководством архитектора Николаса Гримшоу принимал участие в проекте «Эдем», в рамках которого на территории бывшего карьера в Корнуолле британские строители возвели гигантские купола ботанического сада.

Тогда он и начал изучать биомимикрию с прицелом на то, как мхи и ящерицы могли бы помочь в строительстве. «У них, как и у кораллов, есть чему поучиться, — полагает архитектор. — А возьмите глубоководных рыб, у которых по две пары глаз со своего рода зеркалами, которые фокусируют на сетчатке самые тусклые проблески света. Подобные устройства вполне можно использовать для внутреннего освещения зданий».

М. Полин и его команда уже разработали проект офисного центра с зеркалами в атриуме, которые направляют свет в темные кабинеты. Помогли архитекторам и офиуры с суккулентами. Первые существа обладают уникальным экзоскелетом, покрытым хрустальными линзами, превращающими кожу в один большой глаз. На листьях растений-суккулентов, к которым относятся кактусы, есть полупрозрачные образования — световоды, которые позволяют свету достигать фотосинтезирующих тканей даже под землей. Соответственно, фасад и крыша здания сделаны так, чтобы свет достигал самых нижних этажей. В результате этому строению нужно на 50 % меньше стекла, чем обычному офисному центру.

Офиуры помогли архитекторам.

Так выглядят кораллы под микроскопом.

Макет здания, спроектированного с учетом «достижений» глубоководных рыб, морских звезд и суккулентов.

И это не единственный пример, когда люди с успехом берут уроки у природы. Так, в Катаре используют установки для получения водного конденсата из воздуха, взяв в качестве примера бугристый панцирь жука из намибийской пустыни. Природа устроила так, что на панцире вода не только конденсируется, но и стекает затем прямо в рот насекомому. Следуя этому примеру, инженеры создают теплицы для овощей, где усиливается испарение воды, а морская вода превращается в пресную всего лишь с помощью солнца, ветра и небольшого количества энергии для насосов.

Еще один пример — растения с искусственными листьями, которые придумали французские изобретатели. Они вырабатывают электричество с большим КПД, чем обычные солнечные батареи.

А термиты с их умением строить свои термитники из подручных материалов послужили наглядным примером для тех дизайнеров, которые ныне начинают «возводить» первые строения, печатая их на 3D-принтерах, используя в качестве сырья обыкновенный песок…

Примеры можно приводить до бесконечности. Природа занимается конструкторскими разработками миллиарды лет. Так что у нее еще есть чему поучиться.

ПРИЗВАВ НА ПОМОЩЬ ГРИБЫ…

В свое время мы писали о фантастическом проекте ребят из Нижнего Новгорода (см. «ЮТ» № 5 за 1980 г.). Диана Широкова и ее друзья придумали новый метод жилищного строительства. Они предлагали вывести новый сорт гигантских грибов, которые бы вырастали за несколько дней и превращались в дачные домики.

В наши дни, похоже, выдумка опять-таки начинает становиться реальностью. До дач и вилл, правда, дело пока не дошло, однако недавно американские инженеры из НАСА представили первый в мире биологический дрон — автономный беспилотный летательный аппарат, корпус которого изготовлен из грибов (живые организмы по ходу роста приняли нужную форму), сообщает журнал New Scientist.

Корпус аппарата «выращен» из мицелия — вегетативного тела грибов, состоящего из тонких разветвленных нитей. На эту основу положили защитное покрытие из целлюлозы, выращенное бактериями. Наконец, целлюлозные листы покрыли белками, клонированными из слюны (именно эту жидкость насекомые используют для гидроизоляции гнезд). Микросхемы напечатали серебряной краской на основе наночастиц, чтобы максимально повысить биоразлагаемость устройства.

Некоторым деталям, впрочем, пока не нашлось органических заменителей. Поэтому для первого полета биодрон оснастили винтами, аккумуляторами и приборами управления, позаимствованными у обычного механического квадрокоптера. Сейчас изобретатели ищут биологический источник для датчиков беспилотника — их выращивают с помощью бактерий Escherichia coli.

Главную ценность изобретение представляет для военных и спецслужб; со всеми беспилотниками время от времени случаются аварии, однако секретные службы очень не хотели бы, чтобы рухнувший на землю аппарат попал в руки противника. Преимущество биодрона в том, что после крушения он превращается в малозаметную и быстро высыхающую лужицу слизи.

Биодрон, выращенный из грибов.

Бактерия Escherichia coli под микроскопом.