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

Одомашнивание: новый цикл Одомашнивание: новый цикл

До конца нынешнего десятилетия произойдет очередная революция

Популярная механика
15 уроков периода высоких ставок глазами банкира 15 уроков периода высоких ставок глазами банкира

Что мы поняли за годы высоких ставок?

Ведомости
Люди на пределе Люди на пределе

Возможности нашего собственного, среднестатистического тела

Вокруг света
Как сахар влияет на клеточное старение и разрушает коллаген: данные исследований Как сахар влияет на клеточное старение и разрушает коллаген: данные исследований

Почему сахар провоцирует воспаления клеток?

ТехИнсайдер
Шереметевы Шереметевы

Древний боярский род Шереметевых возвысился в XVII веке

Дилетант
Типы старения лица и кожи: какие бывают и как их определить Типы старения лица и кожи: какие бывают и как их определить

Какие типы старения лица и организма существуют?

РБК
Последний путь Шарлотты Корде Последний путь Шарлотты Корде

Как Шарлотта Корде спланировала и осуществила убийство Жана-Поля Марата

Дилетант
Нестор Энгельке Нестор Энгельке

Нестор Энгельке внес топоропись в энциклопедию современного искусства

Собака.ru
Земля. Прятки под мантией Земля. Прятки под мантией

Ядро Земли перестало вращаться, электромагнитное поле нашей планеты разрушается

Наука и жизнь
Кнут Гамсун Кнут Гамсун

Кнут Гамсун говорил от имени нации и тем сильно её скомпрометировал

Дилетант
«Что знает Мариэль?»: зачем колкое драмеди меняет местами детей и родителей «Что знает Мариэль?»: зачем колкое драмеди меняет местами детей и родителей

Как «Что знает Мариэль?» по-новому рассматривает детско-родительские отношения

Forbes
Дорогой инноваций Дорогой инноваций

Что изменит высокоскоростная магистраль Москва — Санкт-Петербург

Эксперт
Рабби Давид из люфтваффе Рабби Давид из люфтваффе

В 2019 году Бундестаг одобрил введение в Германии военного раввината

Дилетант
Между фугой и фуззом Между фугой и фуззом

Современные композиторы, ломающие жанровые барьеры

Weekend
Кто открыл лазейки в вузы Кто открыл лазейки в вузы

Школьные олимпиады становятся местом отработки способов незаконного поступления

Монокль
О пользе «бумажной волокиты» О пользе «бумажной волокиты»

На каком языке говорили евреи, вернувшиеся из вавилонского пленения?

Знание – сила
Узорочье древних славянок Узорочье древних славянок

Древняя мода: как выглядела одежда на Руси до XIII века

Знание – сила
Весна императора Весна императора

Цезарь — политик-хищник, с чьим именем неотрывно связана Римская империя

Знание – сила
Вяземские Вяземские

Происходивший от Рюрика княжеский род Вяземских известен ещё со Средневековья

Дилетант
Культура всегда со страной Культура всегда со страной

Разговор с директором Эрмитажа о роли, которую играют сейчас музеи

Знание – сила
Инфляция в белых халатах Инфляция в белых халатах

Медицинская инфляция может ускориться до 14% к концу года

Ведомости
Поверив Гомеру… Поверив Гомеру…

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

Дилетант
Автономный шестилапый робот «MICROBRO» Автономный шестилапый робот «MICROBRO»

Как создать ровер, который сам везет ваш багаж туда, куда вам нужно?

Наука и техника
Музей как увлечение Музей как увлечение

Единственный в своем роде: музей при Институте космических исследований РАН

Знание – сила
Откуда что пошло на флоте Откуда что пошло на флоте

Повседневная жизнь на парусном военном корабле XVIII века

Наука и техника
История в фасадах История в фасадах

Число объектов культурного наследия в столице растет

Ведомости
Что следует знать начинающему инвестору Что следует знать начинающему инвестору

Что надо знать, когда планируете начать инвестировать?

Наука и техника
Пустые кресла и забытые письма: одиночество как экспонат Пустые кресла и забытые письма: одиночество как экспонат

Мы приезжаем в музей смотреть не на экспонаты, а внутрь себя

Знание – сила
Мошенники делают ставки Мошенники делают ставки

Как мошенники используют аккаунты граждан в букмекерских конторах

Ведомости
Страховка с биткойном Страховка с биткойном

Как работают инвестиционные полисы с привязкой к биткойну

Ведомости
Открыть в приложении