Czasopismo | PRZEGLĄD MECHANICZNY | Rocznik 2017 - zeszyt 1

Biomimetyzm i nanotechnologia - materiały i rozwiązania inspirowane naturą

10.15199/148.2017.1.1

AGNIESZKA DĄBROWSKA

nr katalogowy: 103674
10.15199/148.2017.1.1

Artykuł przedstawia podstawowe założenia, koncepcje i metody biomimetyki, która w połączeniu z nanotechnologią stanowi przełom w inżynierii materiałowej. Na podstawie licznych przykładów scharakteryzowane zostały główne cechy materiałów biomimetycznych, metody syntezy oraz kierunki rozwoju tej interdyscyplinarnej dziedziny. Słowa kluczowe: biomimetyzm, nanotechnologia, nowe materiały.Fascynująca zdolność żywych organizmów do tworzenia złożonych struktur była od lat przedmiotem wielu badań i dociekań naukowych [11]. Wraz z rosnącymi możliwościami technicznymi jesteśmy w stanie coraz lepiej naśladować naturę. Biomimetyka (rys. 1), rozumiana jako interdyscyplinarna nauka czerpiąca inspiracje z natury przy projektowaniu i wytwarzaniu nowych materiałów, idzie jednak jeszcze o krok dalej. Założeniem tej dziedziny jest nie tylko próba wiernego odtworzenia struktur biologicznych, ale także zrozumienie, opisanie i wykorzystanie naturalnych procesów i optymalnych rozwiązań. Projektowanie biomimetyczne stanowi przełom w sposobie myślenia o materiałach, gdyż z założenia tworzy się je dla konkretnego elementu docelowego z uwzględnieniem jego pożądanych cech. Przy założeniu, że to struktura wpływa na właściwości materiału, mogą być one dopasowane do danych funkcji gotowego obiektu. 1 Jest to jedno z wielu wznowień, zaś pierwsza edycja książki została wydana w 1917 r. Rys. 1. Termin biomimetyka ma kilka znaczeń. Jedno z nich dotyczy zdolności żywych organizmów do maskowania swojej obecności przez upodobniania się do otoczenia. W kontekście tego artykułu chodzi o interdyscyplinarną naukę czerpiącą inspiracje z natury przy projektowaniu i wytwarzaniu nowych materiałów (w tym imitujących otoczenie i dostępne w nim rozwiązania, co zawiera w sobie m.in. pierwotne znaczenie słowa); od lewej: biomimetyzm żmii i kraba, hydrofobowa powierzchnia liścia, zdumiewająca przyczepność łap do podłoża 10 MATERIAŁY rok wyd. LXXVI - zeszyt 1/2017 Agnieszka Dąbr[...]

Bibliografia

[1] Thompson D.W. 1968. On growth and form. Cambridge, Cambridge University Press.
[2] Bar-Cohen Y. 2005. Biomimetics - Biologically Inspired Technologies. CRC Press.
[3] Bar-Cohen Y., 2006. "Biomimetics - using nature to inspire human innovations". Bioinspiration and Biomimetics 1(1):P1.
[4] Sanchez C., H. Arribart, M.M.G. Gill. 2005. "Biomimetism and bioinspiration as tools for the design od innovative materials and systems". Nature Materials 4: 277 - 288.
[5] Autumn K., Y.A. Liang, S.T. Hsieh, W. Zesch, W.P. Chan, T.W. Kenny, R. Fearing, R.J. Full. 2000. "Adhesive force of a single gecko foot-hair". Nature 405: 681 - 684.
[6] Meyers M.A., Po-Yu Chen, A. Yu-Min Lin, Y. Seki. 2008. "Biological materials: structure and mechanical properties". Progress in Materials Science 53, 1-206.
[7] Madon M. J. 2002. Fundamentals of microfabrication. The science of miniaturisation. CRS Press LLC.
[8] Barthlott W., C. Neinhuis. 1997. "Purity of the sacred lotus or escape from contamination in biological surfaces". Planta 202: 1-8.
[9] Tyczkowski J. 2016. "Liść lotosu i inżynieria molekularna". Wiedza i Życie 4.
[10] Samek A. 2013. Bionika w kształceniu. Krw: Wydawnictwo AGH.
[11] Bonabean E., M. Dorgio, G. Theraulaz. 2000. "Inspiration for optimization social insect behavior". Nature 39: 406.
[12] Wootton R.J., R.C., Herbest, P.G. Young, K.E. Evans. 2003. "Approaches to the structural modelling of insect wings". Philosophicall Transaction of the Royal Society of London B, 358: 1577-1587.
[13] Aldersey-Williams H. 2004. "Towards biomimetic architecture". Nature Materials 3: 277-279.
[14] Konopka K. 2011. Wzorce z Natury w technice i inżynierii materiałowej. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej.
[15] Konopka K. 2013. Biomimetyczne metody wytwarzania materiałów. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej.
[16] Goodsell D.S. 2004. Bionanotechnology: lessons from nature. New York: Willey.
[17] Nakajima A., A. Fujishima, K. Hashimoto, T. Watanabe. 1999. "Preparation of transparent superhydrofobic boehmite and silicafilms by sublimation of aluminium acetyacetonate". Advanced Materials 11: 1365-1368.
[18] Sitki M., R.S. Fearing. 2003. "Synthetic gecko foot-hair micro/nano- structures as dry adhesive". J.Adhesion Sci. Technology 117: 1055-1073.
[19] Snead M. L., D.H. Shu, Y. Lei, S. N. White, Ch.M. Snead, W. Luo, M. L. Paine. 2006. "Protein self-assembly creates a nanoscale device for biomineralization". Materials Science and Engineering C, 26: 1296-1300.
[20] Lehn J.M. 1993. "Supramolecular Chemistry". Nature 260: 1762-63
[21] Fan T.-X., S.-K. Chow, D. Zhang.2009. "Biomorphic mineralization: from biology to materials". Progress in Materials Science 54: 542 - 659.
[22] Huczko A., A. Dąbrowska, M. Kurcz. 2016. Grafen. Otrzymywanie. Charakterystyka. Zastosowania. Warszawa: Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego.
[23] Ferrari A.C. i in. 2015. "Roadmap for graphene". Nature 7: 1121.
[24] Klaus-Joerger T., R. Joerger, E. Olsson, C.G. Granqvist. 2001. "Bacteria as workers in the living factory: metal-accumulating bacteria and their potential for materials science". Trends in Biotechnology 19 (1): 15-20.
[25] Allsopp M., A. Walters, D. Santillo, P. Johnston. 2016. Plastic Debris in the World’s Oceans. Raport Greenpeace dostępny on-line.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 103674 "Biomimetyzm i nanotechnol..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD MECHANICZNY - e-zeszyt (pdf) 2017-1 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	28.00 zł
PRZEGLĄD MECHANICZNY - e-zeszyt (pdf) 2017-10 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	28.00 zł
PRZEGLĄD MECHANICZNY - e-zeszyt (pdf) 2017-11 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	28.00 zł
PRZEGLĄD MECHANICZNY - e-zeszyt (pdf) 2017-12 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	28.00 zł

Zeszyt

2017-1

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Zeszyt

Czasopisma