Biotehnologija

Biljke koje se mogu micati nadahnjuju nove adaptivne strukture

on

mimozicaMimoza, biljka koja nabora svoje lišće kad se oni dotaknu, nadahnjuje nove vrste adaptivnih struktura koje se dizajniraju da se same uvijaju, savijaju, ukrućuju pa čak i same liječe.

Razvoj takvih struktura istražuje se na američkom sveučilištu University of Michigan (UM). Profesor strojarstva Wang Kon-Pa će predstaviti istraživanje svog tima na godišnjoj konferenciji američkog udruženja za unaprjeđenje znanosti American Association for the Advancement of Science u Washingtonu. “Ovo što radimo je prilično drugačije od drugih tradicionalnih pristupa prilagodljivim materijalima”, rekao je Wang. “Općenito, ljudi koriste čvrste materijale kako bi napravili adaptivne strukture. Ovaj naš pristup je doista jedinstven koncept inspiriran biologijom.”

Tim se sastoji od istraživača na američkim sveučilištima University of Michigan i Penn State University koji proučavaju kako biljke poput mimoze mogu promijeniti oblik, da bi potom pokušali replicirati te mehanizme u umjetnim stanicama. Danas su njihove umjetne stanice veličine dlana ili veće. No, znanstvenici ih pokušavaju smanjiti gradeći ih od mikrostruktura i nanovlakana. Oni također istražuju i kako replicirati mehanizama kojima biljke same sebe liječe.

“Želimo to sve staviti zajedno kako bi stvorili hiper-stanične strukture s mrežnom cirkulacijom”, rekao je Wang. Mimoza je među onim biljnim vrstama koje pokazuju specijalizirane nastične pokrete, velike pokrete koji se mogu vidjeti u realnom vremenu golim okom, kazao je Erik Nielsen, docent u Zavodu za molekularnu, staničnu i razvojnu biologiju na sveučilištu Michigan. Fenomen je moguć zbog osmoze, protoka vode u i iz stanica biljke. Okidači kao što je dodir uzrokuju da voda napušta određene stanice biljaka, zbog čega se one urušavaju. Voda ulazi u druge stanice koje potom širi. Ovi mikroskopski pomaci omogućuju biljkama da se presele i promijene oblik u većim razmjerima. To je hidraulika, kažu istraživači.

“Mi znamo da se biljke mogu deformirati s velikim pokretima tijekom ove akcije pumpanja”, rekao je Wang. “Ova i nekoliko drugih karakteristika biljnih stanica i staničnih stijenki nadahnuli su nas da pokrenemo realizaciju ideja koje istovremeno mogu ostvariti mnoge značajke koje želimo postići za adaptivne strukture.” Nielsen smatra da su nastični pokreti dobro mjesto za početak repliciranja pokreta biljaka jer oni ne zahtijevaju novi rast ili reorganizaciju stanica.

“Ovi brzi, nastični pokreti temelje se na stanicama i tkivu koji su već tamo”, rekao je Nielsen. “Lako je biljci izgraditi nove stanice i tkiva tijekom rasta, ali nama nije lako sagradit stroj ili predmet koji će u potpunosti promijeniti način na koji je organiziran. Nadamo se da će nam proučavanje ovih pokreta pomoći da napravimo učinkovit adaptivni materijal koji će pokazati nešto od one fleksibilnosti koje smo vidjeli u biološkim sustavima.

“Kada ova tehnologija sazrije, kaže Wang, mogla bi omogućiti robotima da mijenjaju oblike pa da poput zmije manevriraju prolazeći pod mostom ili kroz tunel, a zatim da se ukrute kako bi uhvatili nešto. Također bi to moglo dovesti do oblikovanja krila koji će zrakoplovima omogućiti da se ponašaju više kao ptice, da mijenjaju svoj oblik krila i ukrućenost kao odgovor na svoje okruženje ili na zadatak koji se mora obaviti.

Izvor: University of Michigan

Autor steelmaiden

Life is a sexually transmitted disease and there is a 100% mortality rate.

Odgovori