211service.com
Terug naar de natuur
In 2001 stuurde een van 's werelds grootste vloerbedekkingsbedrijven een ontwerpteam de natuur in om te vragen: hoe zou de natuur een tapijt ontwerpen? Tegenwoordig ligt het antwoord in kantoorparken over de hele wereld.
Het drong tot hen door dat in de natuur geen twee dingen hetzelfde zijn en dat er een willekeurige verdeling van diversiteit is op de bosbodem en in rivierbeddingen, zegt Ray Anderson, oprichter en voorzitter van Atlanta, GA-based Interface. Gewapend met die observatie ontwierp het bedrijf een tapijt genaamd Entropy, dat wordt geïnstalleerd met behulp van willekeurige tegelpatronen.
Door naar de natuur te kijken, trad Interface toe tot de gelederen van bedrijven die de opkomende wetenschap van biomimicry toepassen - het idee dat de natuur miljoenen productie- en ontwerpprocessen heeft geperfectioneerd die mensen kunnen imiteren. Hoewel biomimicry lange tijd het onderzoek in de biowetenschappen heeft geleid, bereikt de invloed ervan nu verrassende nieuwe industrieën, van de tapijtfabrieken van Interface tot de makers van computerchips. Ondernemers, productontwerpers en wetenschappers wenden zich steeds meer tot de natuur om zowel bestaande producten te verbeteren als geheel nieuwe creaties te ontwikkelen.
Op Iridigm Display in San Francisco hebben onderzoekers bijvoorbeeld parallellen waargenomen tussen hun technologie - micro-elektromechanische systemen (MEMS) voor displays van mobiele apparaten - en de structuren die iriserende patronen maken op de vleugels van een vlinder. Een van de interessantere dingen over vlinderstructuren is dat ze geen kleurverschuiving vertonen als je vanuit verschillende kijkhoeken naar de vleugel kijkt, zegt Mark Miles, oprichter en chief technology officer van het bedrijf. De observatie heeft Iridigm geïnspireerd om hetzelfde effect te proberen. We maken gebruik van bestaande natuurlijke systemen om uiteindelijk alternatieven te ontwikkelen die eleganter en goedkoper zijn, zegt hij. Er is een groeiende erkenning van de bewaarplaats die de natuur vertegenwoordigt.
Die repository bevat de sleutel tot betere lijmen, meent Herbert Waite, een professor in Molecular Cell and Developmental Biology aan de University of California, Santa Barbara. Mensen in de industrie en productie doen er alles aan om water te verwijderen bij het aanbrengen van adhesiepolymeren op oppervlakken, zegt hij. Maar water is geen belemmering voor mosselen, die zich met lijmachtige hechtpolymeren aan allerlei onderwateroppervlakken hechten. Waite denkt dat hij en collega-onderzoekers het geheim van de mossel hebben ontdekt.
Om zich aan een onderzeese rots te hechten, scheidt de mossel kleverige ankers af die zacht en rubberachtig zijn in de buurt van zijn lichaam, maar geleidelijk verstijven tot een nylonachtige consistentie waar ze zich aan de rots hechten. Het opmerkelijke, zegt Waite, is dat de vloeiende gradiënt van de zachte naar stijve gebieden betekent dat er geen stresspunten zijn - een groot probleem voor materiaalwetenschappers, die vaak worstelen met het combineren van verschillende materialen voor een effectieve hechting. Het concept van moleculaire gradiënten die leiden tot mechanische gradiënten zal een aanzienlijke impact hebben op de manier waarop materialen in de toekomst worden ontworpen, zegt Waite.
Verschillende labs ontwikkelen toepassingen op basis van individuele geïsoleerde mosseleiwitten. Waite zegt dat toekomstige toepassingen variëren van hechting van onderwatercomponenten tijdens de constructie van bruggen tot reparatie van gescheurde netvliezen.
Productontwerpbedrijven zoals Ideo, gevestigd in Palo Alto, CA, werken eraan om nieuwe ontdekkingen in hun ontwerpprocessen op te nemen. De ontwerpers van Ideo hebben de samenstelling van natuurlijke structuren zoals de abalone-schelp bestudeerd om betere materialen te ontwerpen en hebben onderzoek gedaan naar lichtdiffractie op vogelveren om kleur zonder pigment te ontwikkelen. Voor een aantal projecten die we hebben gedaan, heeft biomimicry het eindresultaat opgeleverd, zegt Ideo-projectmanager Ben Tarbell. Zijn werkgever organiseert dit jaar een top voor IT-bedrijven in Silicon Valley om het grotere gebruik van biomimicry te onderzoeken bij het ontwerpen van alles, van computers tot netwerkinfrastructuren. Het heeft veel potentie om een grote inspiratiebron voor innovatie te zijn, zegt hij.
Waite is het daarmee eens. [Biomimicry] zal de toekomstige loop van de technologie fundamenteel beïnvloeden - er zullen volledig nieuwe en onverwachte paradigma's worden gecreëerd, niet alleen voor de synthese van materialen en hoe ze worden samengevoegd, maar ook hoe ze worden verwerkt. Hij noemde chipproductie als een gebied waar natuurlijke systemen zoals sponzen waardevolle lessen bieden. Tegelijkertijd is er meer onderzoek nodig. De echte waarde van deze bio-geïnspireerde strategieën ligt in de diepte van ons begrip van dergelijke systemen. We moeten meer onderzoek doen op een fundamenteel niveau.