Kama ulimwengu unakabiliwa na mabadiliko ya tabia nchi, tunahitaji haraka kutafuta njia za kupunguza CO yetu? uzalishaji. Sekta ambazo zinategemea sana nishati ya mafuta, kama vile nishati na anga, hushikiliwa kuwa wahalifu mbaya zaidi. Lakini kile watu wengi hawatambui ni kwamba kuna mkosaji mwingine, aliyejificha kwa macho wazi; kwenye mitaa ya miji yetu, na katika majengo tunayoishi na kufanya kazi.
Mnamo 2007 pekee, chuma na saruji kila mmoja aliwajibika kwa CO zaidi? uzalishaji kuliko sekta nzima ya anga duniani. Kabla ya kufikia tovuti ya ujenzi, chuma na saruji zote zinapaswa kusindika kwa joto la juu sana - na hii inachukua nishati nyingi. Kwa hivyo tunawezaje kupunguza utegemezi wetu kwa nyenzo hizi "chafu", wakati zina jukumu muhimu katika ujenzi?
Chaguo moja ni kutumia vifaa vya asili, kama vile kuni. Wanadamu wamekuwa wakijenga na kuni kwa maelfu ya miaka, na miundo ya mbao ni sasa inakabiliwa na ufufuo mdogo - kwa sababu ni nyenzo ya bei rahisi na endelevu.
Lakini kuna baadhi hasara za kujenga na kuni; nyenzo zinaweza kusokota katika hali ya unyevu, na hushambuliwa na wadudu kama mchwa. Na wakati vifaa vya asili, kama vile kuni, vinavutia kutoka kwa mtazamo wa mazingira, zinaweza kutowaridhisha wahandisi ambao wangependa kutengeneza vifaa kwa umbo au saizi maalum.
Kuiga maisha
Kwa hivyo ni nini ikiwa, badala ya kutumia vifaa vya asili tunavyovipata, tunatengeneza vifaa vipya ambavyo vimeongozwa na maumbile? Wazo hili lilianza kupata mvuto katika jamii ya watafiti miaka ya 1970 na ililipuka sana miaka ya 1990, na maendeleo ya mbinu za nanotechnology na nanofabrication. Leo, inaunda msingi wa uwanja mpya wa utafiti wa kisayansi: ambayo ni, "biomimetics" - haswa "kuiga maisha".
Seli za kibaolojia mara nyingi huitwa "vitalu vya ujenzi wa maisha”, Kwa sababu ni vitengo vidogo vya vitu hai. Lakini kuunda viumbe vyenye seli nyingi kama wewe au mimi, seli lazima ziungane pamoja na muundo wa msaada kuunda vifaa vya kibaolojia ambavyo tumeumbwa, tishu kama mfupa, cartilage, na misuli. Ni nyenzo kama hizi, ambazo wanasayansi wanavutiwa na biomimetics wamegeukia msukumo.
Ili kutengeneza vifaa vya biomimetic, tunahitaji kuwa na uelewa wa kina wa jinsi vifaa vya asili hufanya kazi. Tunajua kuwa vifaa vya asili pia ni "mchanganyiko": vimetengenezwa kwa vifaa vya msingi anuwai, kila moja ina mali tofauti. Vifaa vyenye mchanganyiko mara nyingi ni nyepesi kuliko vifaa vya sehemu moja, kama metali, wakati bado ina mali ya kuhitajika kama ugumu, nguvu na ugumu.
Kutengeneza vifaa vya biomimetic
Wahandisi wa vifaa wametumia miongo kadhaa kupima muundo, muundo na mali ya vifaa vya asili kama mfupa na ganda la yai, kwa hivyo sasa tuna uelewa mzuri wa sifa zao.
Kwa mfano, tunajua kwamba mfupa unajumuisha protini yenye madini na madini, kwa idadi sawa. Madini hutoa ugumu na ugumu, wakati protini inatoa ugumu na upinzani wa kuvunjika. Ingawa mifupa inaweza kuvunjika, ni nadra, na wana faida ya kuwa kujiponya - kipengele kingine ambacho wahandisi wanajaribu kuleta vifaa vya biomimetic.
Kama mfupa, ganda la yai ni nyenzo iliyojumuishwa, lakini ni karibu 95% ya madini na 5% tu ya protini yenye maji. Walakini hata hiyo protini ndogo inatosha kuifanya ganda la yai kuwa gumu sana, ikizingatiwa kukonda kwake - kwani wapishi wengi wa kiamsha kinywa watakuwa wameona. Changamoto inayofuata ni kugeuza maarifa haya kuwa kitu thabiti.
Kuna njia mbili za kuiga vifaa vya asili. Labda unaweza kuiga muundo wa nyenzo yenyewe, au unaweza kunakili mchakato ambao nyenzo hiyo ilitengenezwa. Kwa kuwa vifaa vya asili vimetengenezwa na viumbe hai, hakuna joto kali linalohusika katika mojawapo ya njia hizi. Kwa hivyo, vifaa vya biomimetic - wacha tuviite "neo-bone" na "neo-eggshell" - chukua nguvu kidogo kutoa kuliko chuma au zege.
Katika maabara, tumefanikiwa kutengeneza sampuli za kiwango cha sentimita ya mfupa mamboleo. Tunafanya hivyo kwa kuandaa suluhisho tofauti za protini na vifaa ambavyo hufanya madini ya mfupa. Nyenzo mpya ya mfupa mamboleo huwekwa kutoka kwa suluhisho hizi kwa njia ya biomimetic kwenye joto la mwili. Hakuna sababu kwamba mchakato huu - au toleo lililoboreshwa, na haraka zaidi - haliwezi kupandishwa hadi kiwango cha viwanda.
Kwa kweli, chuma na saruji ziko kila mahali, kwa hivyo njia tunayobuni na kujenga majengo imeboreshwa kwa vifaa hivi. Kuanza kutumia vifaa vya biomimetic kwa kiwango kikubwa, tungehitaji kufikiria kabisa nambari zetu za ujenzi na viwango vya vifaa vya ujenzi. Lakini basi, ikiwa tunataka kujenga miji ya baadaye kwa njia endelevu, labda kufikiria tena kuu ndio hasa inahitajika. Sayansi bado ni changa, lakini hiyo haimaanishi kuwa hatuwezi kuota juu ya siku zijazo.
Kuhusu Mwandishi
Makala hii awali alionekana kwenye Mazungumzo
Vitabu kuhusiana
Maisha Baada ya Carbon: Mabadiliko ya Global Next ya Miji
by Pna Plastrik, John Cleveland
Wakati ujao wa miji yetu sio ulivyokuwa. Mfano wa kisasa wa jiji uliofanyika ulimwenguni kote karne ya ishirini umeondoa manufaa yake. Haiwezi kutatua matatizo yaliyosaidia kuunda-hasa joto la joto duniani. Kwa bahati nzuri, mtindo mpya wa maendeleo ya mijini unajitokeza katika miji ili kukabiliana na hali halisi ya mabadiliko ya hali ya hewa. Inabadilisha njia ya miji kutengeneza na kutumia nafasi ya kimwili, kuzalisha utajiri wa kiuchumi, kula na kuondoa rasilimali, kutumia na kuendeleza mazingira ya asili, na kujiandaa kwa siku zijazo. Inapatikana kwenye Amazon
Ukomo wa Sita: Historia isiyo ya kawaida
na Elizabeth Kolbert
Zaidi ya miaka ya nusu bilioni iliyopita, kumekuwa na uharibifu wa wingi wa tano, wakati utofauti wa maisha duniani kwa ghafla na mkataba mkali. Wanasayansi duniani kote kwa sasa wanaangalia uharibifu wa sita, wanatabiri kuwa tukio la kupoteza zaidi tangu athari ya asteroid ambayo iliondoa dinosaurs. Wakati huu karibu, msiba huu ni sisi. Katika prose ambayo ni mara moja wazi, burudani, na kwa undani habari, New Yorker mwandishi Elizabeth Kolbert anatuambia kwa nini na jinsi wanadamu wamebadilisha maisha katika sayari kwa namna hakuna aina iliyo na kabla. Uchunguzi wa utafiti katika nusu ya dini kadhaa, maelezo ya aina zinazovutia ambazo zimepotea, na historia ya kuangamizwa kama dhana, Kolbert hutoa akaunti ya kusonga na ya kina ya kutoweka kutokea mbele ya macho yetu. Anaonyesha kuwa kuanguka kwa sita kuna uwezekano wa kuwa na urithi wa kudumu wa wanadamu, unatuhimiza kufikiria tena swali la msingi la maana ya kuwa binadamu. Inapatikana kwenye Amazon
Vita vya hali ya hewa: kupigana kwa ajili ya kuishi kama dunia inavyojaa
na Gwynne Dyer
Wavu wa wakimbizi wa hali ya hewa. Nchi nyingi za kushindwa. Vita vyote. Kutoka kwa wachambuzi wengi wa ulimwengu wa kijiografia huja kuona mtazamo wa kutisha wa hali halisi ya wakati ujao, wakati mabadiliko ya hali ya hewa anatoa nguvu za dunia kuelekea siasa za kukata-koo za kuishi. Mwenye ujuzi na unflinching, Vita vya hali ya hewa itakuwa moja ya vitabu muhimu zaidi katika miaka ijayo. Soma na uone kile tunachoelekea. Inapatikana kwenye Amazon
Kutoka kwa Mchapishaji:
Ununuzi kwenye Amazon huenda ukapoteza gharama ya kukuleta InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, na Hali ya hewaImpactNews.com bila gharama na bila watangazaji ambao wanafuatilia tabia zako za kuvinjari. Hata kama wewe bonyeza kiungo lakini usiupe bidhaa hizi zilizochaguliwa, kitu kingine chochote unachotumia katika ziara hiyo hiyo kwenye Amazon hutupa tume ndogo. Hakuna gharama ya ziada kwako, kwa hiyo tafadhali shiriki katika jitihada. Unaweza pia tumia kiungo hiki kutumia Amazon wakati wowote ili uweze kusaidia kusaidia jitihada zetu.
