Подсматривать у природы идеи для научных разработок — полезная научная методика

НаукаНаука

Подсмотрено у природы: в Тюмени заработал Центр природовдохновленного инжиниринга

Мария Роговая

Многие эксперименты нельзя проводить в научных лабораториях, поскольку они происходят с присутствием взрывоопасного водорода

Жидкие линзы, фотонные кристаллы и выпадение росы из тумана катализатора — подсматривать у природы блестящие идеи для научных разработок — это полезная научная методика. За рубежом такие технологии называют nature-inspired, дословно «природой вдохновленный». В Тюменском госуниверситете начал работать Центр природовдохновленного инжиниринга (ЦПИ ТюмГУ), где вместе с академической наукой и крупными промышленными предприятиями ведется работа по трем направлениям — химические технологии, оптика, микро- и наноэлектроника.

— Традиционно химическую реакцию часто понимают как кратчайшую прямую между точкой А (сырьем) и Б (продуктами). И ведут эту реакцию, стараясь максимально точно держаться на этой прямой, на что может уходить слишком много ресурсов,— рассказал научный руководитель ЦПИ ТюмГУ доктор технических наук Андрей Загоруйко.— Потому что в реальности все сложнее, очень часто это не прямой путь, а извилистая тропинка. В природе вообще мало прямых линий. Если мы будем, образно говоря, идти по такой тропинке пританцовывая, вальсируя, мы будем лучше готовы к любым поворотам на пути и в итоге сможем добраться до цели быстрее и легче. На этом принципе и основана одна из наших разработок, где вместо традиционной стационарной парадигмы мы переходим к динамическому управлению, не пытаясь удержать все параметры реакции на одном уровне, а, напротив, целенаправленно раскачивая систему. Эта смена философии дает много выигрышей, даже, как ни странно, повышает надежность и устойчивость работы создаваемых технологий.

Гидрофобность лотоса стоит как десять самолетов

Одна из разработок, взятая учеными из природы,— гидрофобная поверхность листьев лотоса. Цветок хотя и растет в воде, но всегда остается сухим. С помощью технологии цветка лотоса можно решать проблему обледенения корпусов самолетов, которое происходит, как правило, при взлете или при посадке. Ведь малейшая задержка жидкости на корпусе приводит к моментальному намерзанию льда и является реальной серьезной угрозой для обтекаемости корпуса, то есть для сохранения скорости и безопасного балансирования воздушного судна. Но для исключения намерзания недостаточно иметь просто очень гладкую поверхность. Она должна именно отталкивать воду и делать это эффективно. Конечно, самолеты и так уже летают, а значит, проблема обледенения корпуса у них как-то решена. Но разработки новых технологий и существуют именно для того, чтобы убрать это «как-то». Другое дело, что идеальная гидрофобная поверхность, как у лотоса, пока что сама будет стоить как десять самолетов. Так что дальнейшая работа исследователей состоит в том, чтобы сделать эту разработку доступной.

Другим примером подсмотренных у природы идей является технология нанесения активного компонента катализатора на носитель — специальную стеклоткань. В традиционной технологии используют пропитку стеклоткани раствором активного компонента, например соединений платины. Но внутри нитей и в пересечениях между ними катализатор недоступен для реагентов. Новая технология, предложенная ЦПИ ТюмГУ и Институтом катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, связана с туманом и выпадением утренней росы. Нанесение активного компонента на носитель производят из искусственного тумана — взвешенных микрокапель раствора. Микрокапли осаждаются только на поверхности нитей и остаются доступными для реагентов при использовании катализатора. Это снижает необходимое количество активного компонента в три-четыре раза.

Технологию «вынесли» из университета

Основные направления работ в ЦПИ связаны с нефтегазовой тематикой, поскольку Тюменская область — это крупнейший нефтегазовый регион страны. Директор ЦПИ ТюмГУ Андрей Елышев, окончив ТюмГУ, уже будучи кандидатом химических наук, поступил в магистратуру Новосибирского госуниверситета, чтобы изучить научное направление катализа под научным руководством Андрея Загоруйко из Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН. Так в Тюменском университете возникло целое научно-техническое направление по катализу и химической технологии со штатом научных сотрудников более 30 человек и организацией в ТюмГУ первой лаборатории по цифровому катализу.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Криптобудущее Криптобудущее

Жизненный цикл цивилизаций и наступающая эпоха свободы

Популярная механика
Дейнотерий – слон с берегов Дона Дейнотерий – слон с берегов Дона

Слоны – одни из самых стабильных в эволюционном плане животных...

Наука и техника
Одомашнивание: новый цикл Одомашнивание: новый цикл

До конца нынешнего десятилетия произойдет очередная революция

Популярная механика
Опять и опять «Назад в будущее» Опять и опять «Назад в будущее»

Краткая история ленты «Назад в будущее», вырастившей последнее поколение XX века

Weekend
Иммунитет от хамства: как реагировать на грубость Иммунитет от хамства: как реагировать на грубость

Как защититься от хамства, не опускаясь до него?

Psychologies
Через санкции к росту Через санкции к росту

Как российская экономика ищет способы сотрудничества с глобальными игроками

Эксперт
Церковный дресс-код Церковный дресс-код

Одеяния православных священников напоминают об истории и славе церкви

Дилетант
Банк России намерен регулировать покупку квартир в рассрочку Банк России намерен регулировать покупку квартир в рассрочку

Рассрочка для квартир – полезный инструмент продаж, хотя и несет в себе риски

Ведомости
Подпоручик, маршал, палач, жертва Подпоручик, маршал, палач, жертва

Как самонадеянность привела Тухачевского к гибели

Дилетант
Александр Лабас: не авангардист, не соцреалист Александр Лабас: не авангардист, не соцреалист

Голос А. Лабаса — сложный, полифоничный, подчас ускользающий от прямых смыслов

Монокль
Пифагор, или Теорема с одним неизвестным Пифагор, или Теорема с одним неизвестным

«Нет ни одной детали в жизни Пифагора, которая не была бы опровергнута»

Дилетант
Москва на экране Москва на экране

Почему регионы готовы доплачивать за съемки фильмов на своей территории

Эксперт
Таблетки на ветер? Таблетки на ветер?

Как правильно выбрасывать лекарства из аптечки?

Лиза
Узорочье древних славянок Узорочье древних славянок

Древняя мода: как выглядела одежда на Руси до XIII века

Знание – сила
Быстрый платеж Быстрый платеж

Оплата покупок по QR-коду: в чем выгода и в чем подвох

Лиза
О чем молчат рекорды HoReCa О чем молчат рекорды HoReCa

Будут ли все последствия смещения потребления с кухни в ресторан положительными?

Агроинвестор
Медвежий угол Медвежий угол

Как оргкомитет московской Олимпиады-80 зарабатывал – рубли и валюту

Ведомости
История в фасадах История в фасадах

Число объектов культурного наследия в столице растет

Ведомости
Как Ленин дэвов побеждал Как Ленин дэвов побеждал

Какие отпечатки оставили на народах России события на рубеже XIX и XX веков

Дилетант
Карманные мозги, что управляют всем: микроконтроллеры от первых 4-бит до IoT-революции Карманные мозги, что управляют всем: микроконтроллеры от первых 4-бит до IoT-революции

История микроконтроллеров от их зарождения до современных тенденций

Наука и техника
Рабби Давид из люфтваффе Рабби Давид из люфтваффе

В 2019 году Бундестаг одобрил введение в Германии военного раввината

Дилетант
Что следует знать начинающему инвестору Что следует знать начинающему инвестору

Что надо знать, когда планируете начать инвестировать?

Наука и техника
Как накормить искусственный интеллект Как накормить искусственный интеллект

Как обеспечить непрерывную работу ИИ и центров обработки данных?

Ведомости
Культура всегда со страной Культура всегда со страной

Разговор с директором Эрмитажа о роли, которую играют сейчас музеи

Знание – сила
Поверив Гомеру… Поверив Гомеру…

Действительно ли Троя — это тот город, о котором идёт речь в «Илиаде»?

Дилетант
Передвижники и императорская власть Передвижники и императорская власть

Как передвижники получили признание императора Александра III

Знание – сила
Японский десант на Великих озерах Японский десант на Великих озерах

Большое поглощение в мировой металлургии все-таки состоится

Монокль
15 уроков периода высоких ставок глазами банкира 15 уроков периода высоких ставок глазами банкира

Что мы поняли за годы высоких ставок?

Ведомости
Дорогой инноваций Дорогой инноваций

Что изменит высокоскоростная магистраль Москва — Санкт-Петербург

Эксперт
Мурат Абулкатинов: Не надо пытаться быть больше, чем ты есть Мурат Абулкатинов: Не надо пытаться быть больше, чем ты есть

Режиссер Мурат Абулкатинов — о том, что ему нравится в шекспировской драматургии

Ведомости
Открыть в приложении