Βιομιμητισμός: Σύγχρονες Καινοτομίες Εμπνευσμένες από Ένα Έντομο της Ερήμου - Άγγελος Αντωνέλλης

Βιομιμητισμός:

Σύγχρονες Καινοτομίες Εμπνευσμένες από Ένα Έντομο της Ερήμου

Άγγελος Αντωνέλλης

Η  Έρημος Namib είναι  μια παράκτια έρημος στη Δυτική Αφρική .Οι ακτές της, με τον Ατλαντικό Ωκεανό, έχουν μήκος 2000 Km , ενώ προς το εσωτερικό της Αφρικής εκτείνεται κατά 200Km.

Η έρημος στις ακτές της, αποτελείται   από ΄΄θάλασσες΄΄ αμμόλοφων , με ύψος μέχρι και 300 m. Η μέση ετήσια βροχόπτωση σε αυτή τη περιοχή είναι περί τα 2mm.!! Aυτά τα 2mm της ετήσιας  βροχής, με βάση το μετεωρολογικό βροχόμετρο, αντιστοιχούν σε 0,2 γραμμάρια νερού σε κάθε 1cm² εδάφους  για κάθε έτος(!!!), και με  υψηλές θερμοκρασίες κατά την ημέρα .  Ενημερωτικά  σας πληροφορώ ότι ο συνολικός όγκος νερού στην ατμόσφαιρα της γης είναι 3000000000000000000000 λίτρα ,  (3.10²¹ litr) 

Έτσι στη περιοχή των αμμόλοφων της ερήμου Namib οι συνθήκες για την επιβίωση οργανισμών είναι απόλυτα απαγορευτικές.

Γι΄αυτό και δόθηκε η ονομασία της ερήμου αυτής Namib, από τη λέξη Nama, που στην τοπική διάλεκτο  σημαίνει, ΄΄ περιοχή που δεν υπάρχει τίποτα ΄΄.

Στη παράκτια ζώνη αυτής της ερήμου , σχεδόν κάθε πρωΐ, ένας άνεμος  ομίχλης, φυσά από τον Ατλαντικό  προς τους αμμόλοφους και το εσωτερικό της ερήμου.

Αυτός ο άνεμος κινείται με μια ταχύτητα περίπου 16km/hr,κάτι που αποτρέπει τη συμπύκνωση και υγροποίηση των υδρατμών της, στις περισσότερες επιφάνειες της ερήμου..

Ωστόσο σε αυτή τη Δυτ. ακτή της Αφρικής, στην απόλυτη ξηρή περιοχή των αμμόλοφων, που είναι πλούσια σε ορυκτά διαμάντια ,συναντά κανείς και  ένα πραγματικά αληθινό  πολύτιμο ζωντανό διαμάντι: το σκαθάρι Namib!!! Αυτό έχει τη δυνατότητα να συλλέγει επαρκή ποσότητα πόσιμου  νερού από την ομίχλη χάρις του ότι :

 1) Στο χιτινώδες κέλυφος  της ράχης του διαθέτει μικρές  ημικυκλικές προεξοχές (bumps) με ακίδες (όπως τα αγκάθια  του κάκτου,  πολύ  μυτερά  στη κορυφή τους   και  ευρύτερα  στη  βάση τους.)

2) Η χημική σύσταση αυτών των προεξοχών(στην πάνω επιφάνειά τους) και των ακίδων τους είναι υδρόφιλη, και έτσι μπορεί να προσελκύονται οι  σταγόνες του νερού της ομίχλης και να συλλέγονται σε αυτές τις περιοχές της ράχης του σκαθαριού. Η διάμετρος των σταγόνων αυτών της ομίχλης είναι20μικρά. (1 μικρό ειναι ίσο με 1/1000 του mm , ενώ οι σταγόνες της βροχής είναι 10-1000 φορές μεγαλύτερες).

Παράλληλα αυτές συμπυκνώνονται σε μεγαλύτερες σταγόνες, οπότε λόγω του αυξημένου βάρους τους υπερνικώνται οι ελκτικές δυνάμεις που τις συγκρατούν με τις  υδρόφιλες περιοχές των ακίδων  και των ημικυκλικών προεξοχών, και έτσι κυλούν χαμηλότερα προς τη βάση των προεξοχών του κελύφους της ράχης του σκαθαριού.

3) Μεταξύ των υδρόφιλων προεξοχών της ράχης του σκαθαριού, υπάρχουν σε συγκεκριμένες αποστάσεις και  μικροσκοπικά  αυλάκια,  που η χημική σύσταση της επιφάνειάς τους, έχει υδρόφοβες ουσίες που απωθούν το νερό. Επίσης υδρόφοβες ουσίες έχουν και οι πλευρές των προεξοχών  στη ράχη του σκαθαριού.

4)Τα μικροσκοπικά αυλάκια  έχουν επιμήκη κατεύθυνση από τη ράχη του σκαθαριού προς το στόμα του.

5)Το σκαθάρι από πολύ νωρίς το πρωΐ ,και πριν την ανατολή του Ήλιου κατευθύνεται στις κορυφές (και όχι στη πλαγιές)  των αμμόλοφων.

6) Τοποθετείται μετωπικά προς το ρεύμα της ομίχλης. Ανυψώνει τη ράχη του με τα οπίσθια άκρα του , ενω ταυτόχρονα κατεβάζει το κεφάλι του προς τα κάτω, (παρ΄ότι το νέφος της ομίχλης είναι πάνω από το κεφάλι του) γιατί έτσι θα μπορεί να καταπιεί το συλλεγόμενο  νερό!!!!

7) Το συλλεγόμενο νερό, στις υδρόφιλες προεξοχές και ακίδες ,λόγω  της κλίσεως  που έχουν,  αλλά και σε συνδυασμό με το γεγονός ότι  τα αυλάκια έχουν υδατοαπωθητικές ουσίες ,αλλά και  κλίση 45⁰  προς τα κάτω , λόγω της στάσης του σκαθαριού,  απομακρύνεται πολύ γρήγορα  από αυτές.΄

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ,το ερημικό αυτό σκαθάρι  να μπορεί  να συλλέγει συνεχώς νερό από την ομίχλη!!! (η ποσότητα του συλλεγόμενου νερού φθάνει το 12% του βάρους του)

Φίλοι επισκέπτες,

Αυτό το σκαθάρι οφείλει την επιβίωσή του, σε αυτή την απόλυτα αρνητική για τη ζωή έρημο χάρις:

1)  Στην κατάλληλη  Αρχιτεκτονική και  Γεωμετρία των δομών  του  κελύφους της ράχης του .

 (υπομικροσκοπικές προεξοχές, ακίδες,αύλακες)

2) Στην κατάλληλη  χημική σύσταση των δομών αυτών. (υδρόφιλες-υδρόφοβες )

3)Στην  σχετική με τον επιδιωκόμενο στόχο  συμπεριφορά του σκαθαριού:

Α) ως προς το χρόνο:  πολύ πριν την ανατολή,

Β)  ως προς τη θέση:    κορυφή αμμόλοφων ,

Γ)  ως προς τη στάση:   Μετωπική προς την ομίχλη και κεφαλή προς τα κάτω.

ΙΙ) Σήμερα αυτές οι  στρατηγικές πρόσληψης  του  νερού από την  ομίχλη και της μεταφοράς του,  που διαθέτει το σκαθάρι της ερήμου Namib,  έχουν υιοθετηθεί  ποικιλοτρόπως  από καινοτόμες παγκόσμιες  Εταιρείες. Έτσι πχ :

Α) Η NBD nano, πρωτοπόρος  στην  τεχνολογία  τροποποίησης της διαβρεξιμότητας επιφανειών, μέσω  πρόσθετων  επικαλύψεων, έχει επιλέξει σαν ονομασία την  NBD nano, που  προκύπτει  από  τα αρχικά   Νamib Βeetle Design, αποδίδοντας έτσι την οφειλόμενη τιμή στο ‘’πολύτιμο ζωντανό διαμάντι της ερήμου Nαmib’’, που τους ενέπνευσε στη δημιουργία υλικών που συμβάλλουν αποτελεσματικά στην απομάκρυνση του νερού  από υγρές επιφάνειες (πχ προσόψεις κτιρίων, video 3,  κλπ)

 β) Η αποτροπή σχηματισμού πάγου στις επιφάνειες των αεροπλάνων που είναι καίριο πρόβλημα για τους Αεροναυπηγούς  

Μέχρι τώρα  η  αποφυγή της δημιουργίας πάγου στις επιφάνειες των   αεροσκαφών, κατά τη πτήση,

γίνεται με  την  αναστροφή του ζεστού αέρα του κινητήρα, και τη χρήση  χημικών ουσιών τήξης πάγου στα πτερύγια.

Λαμβάνοντας  την  έμπνευσή τους από το Namib Beetle  που μπορεί να συλλέγει νερό, αλλά και να το απομακρύνει άμεσα

από το κέλυφος του , οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει  μια επιφάνεια με κατάλληλες αποστάσεις μεταξύ  των υδρόφιλων 

 και  των  υδρόφοβων περιοχών  στις επιφάνειες των αεροπλάνων, που αποτρέπουν το σχηματισμό και επέκταση του πάγου. 

΄΄Είναι εντυπωσιακό δηλώνει ο Jonathan Boreyko βοηθός καθηγητής  Βιοιατρικής – Μηχανικής στο τεχνολογικό κολλέγιο

  της Virginia  πως  ένα σκαθάρι  μιας καυτής  Ερήμου μας ενέπνευσε για μια ανακάλυψη για το πάγο.!!! ΄΄

  Αγαπητοί επισκέπτες, εύχομαι για όλους μας, 

να ισχύει η ευχή του Μεγ.Βασιλείου :

 ΄΄Ημιν δε  ο  χαρισάμενος  διάνοιαν  εκ  των  μικροτάτων  της  κτίσεως,  

την  μεγάλην  του  τεχνίτου  σοφίαν  

   καταμανθάνειν ,  παράσχει   και   εκ   των   μεγάλων,  

μείζονας  λαμβάνειν  τας  εννοίας  του  κτίσαντος.

΄΄(Εξαημ.στ.64) 

Υποσημείωση :

1) από το πρώτο video παρουσιάζεται  τμήμα του, που αφορά μόνο το θέμα  τη ανάρτησης.

2) το τρίτο κατά σειρά video δεν έχει  υπότιτλους, είναι στα Αγγλικά., ενώ στο 4  δίνεται η ηλεκτρονική διεύθυνση του site

της εταιρείας ΝBDnano, όπου αναφέρονται ενδιαφέρουσες δραστηριότητες της εταιρείας.

1. https://www.youtube.com/watch?v=dlt27Xrza10 

2. https://www.youtube.com/watch?v=N1EiR-4DBLo

3. https://www.youtube.com/watch?v=lapMLXdFB2c 

4. https://www.nbdnano.com