Ближе к природе

// // Новое //

ЛесУченые Университета Дьюка (Duke University) в США исследовали взаимодействие деревьев и рощ, смыкающихся кронами и передающих таким образом друг другу жидкости, и пришли к выводу, что сходные принципы можно использовать для контролируемого обмена жидкостей в новых материалах, включая новое поколение самовосстанавливающихся и самоохлаждающихся покрытий для самолетов и космических кораблей. «В естественной среде мы постоянно сталкиваемся с такой древовидной каскадной системой организации, начиная от дельт рек и заканчивая строением человеческого легкого», - говорит Адриан Беджан (Adrian Bejan), профессор кафедры инженерной механики Университета Дьюка.

Сейчас, когда ученые заняты разработкой новых "умных" наноматериалов, особенно важным становится поиск систем передачи и обмена веществ внутри них. Необходимо создание материала, который бы функционировал подобно человеческой коже, где вещества доставляются по кровеносным и лимфатическим сосудам специальными телами. Именно такой принцип транспортировки был бы идеальным и профессор Адриан Беджан подошел вплотную к решению этой проблемы. Его теория базируется на постулате, что обменные системы эволюционируют таким образом, чтобы свести к минимуму несовершенства, уменьшая трение и другие препятствия так, чтобы минимизировать энергозатраты. По мнению профессора, это наблюдается буквально везде в природе.

Ученый исследовали обменную систему близкую к системе двух смыкающихся крон и выявили, что она более эффективна, чем система параллельных каналов. «Мы полагаем это шагом на пути к созданию сложной системы обмена в материалах, подобной кровеносным сосудам» - заявил профессор. Такая система, где каналы попеременно то утолщаются, то уменьшаются, увеличиваясь в количестве, не только является более эффективной для передачи веществ, но и должна усложняться по мере роста объема передачи.  Такая система выработалась у деревьев для максимального усвоения дождевой воды. На основе данного исследования, по мнению ученых, могут быть объяснены многие природные закономерности: течения рек, циркуляция воздушных потоков, смена температур на границе дня и ночи. Кроме того, эти принципы послужат при создании новых наноматериалов, которые будут нуждаться в наличии сложной транспортной системы.