С древних времен мы пользуемся "разработками" природы: от звериной шкуры, до нефти. Сегодня ученые находят все больше уникальных натуральных материалов, копирование которых двигает науку и технику вперед.

Многими открытиями, подсмотренными у природы, мы пользуемся ежедневно. Например, застежка-липучка (Velcro) появилась совсем недавно – в 1940 году. Ее прообразом стал обычный репейник, прицепившейся к шерсти собаки швейцарского инженера Жоржа де Мистраля. Он решил выяснить, как репейник цепляется за шерсть и обнаружил на репейнике крошечные крючки. Эта картина вдохновила инженер на разработку всем известной застежки-липучки.

Липучка или Velcro является ярким примером того, как природа может решить наши самые сложные проблемы.

Например, природа знает, как создать материал одновременно и мягкий и твердый. Это морские огурцы (голотурии) – беспозвоночные длиной от 3см до 2м. Обычно они мягкие и податливые, но в случае опасности становятся жесткими. Эта необычная смена свойств заинтересовала ученых из Case Western Reserve University, которые захотели разработать материал с аналогичными свойствами. Подобный материал нужен, например, в медицине.

Оказалось, что в морских огурцах существует сеть коллагеновых волокон в мягкой матрице. Когда животное пугается и выделяет особые химические вещества, волокна формируют прочные жесткие связи.

Ученым удалось создать нанокомпозит из крошечных волокон целлюлозы в гибкой полимерной матрице. В обычном состоянии это жесткий материал, но после добавления воды он становится мягким – то, что надо для имплантата.

Еще один морской организм, морская губка под названием Корзинка Венеры имеет светящийся решетчатый каркас, состоящий из крошеных продолговатых кристаллов. Однако при всей кажущейся хрупкости, скелет морской губки прочнее многих видов цемента и выдерживает тысячи килограмм давления воды, а также производит некоторое количество света благодаря биолюминесцентным бактериям. В марте 2013 года немецким ученым удалось создать искусственный аналог данного материала: прочная, но гибкая трубка проводит свет и может применяться в протезировании и электронной промышленности. Искусственный аналог сделан из дешевого минерала кальцита и обладает уникальными качествами природного оригинала: необычайной прочностью и светопроводимостью.

Морской моллюск - хитон вида Chaetopleura apiculata обладает совершенно невероятным набором зубов, самозатачивающихся и настолько прочных, что с их помощью можно перетирать камни в поисках водорослей. Зубы хитонов сделаны из магнетита – прочнейшего природного материала, обладающего к тому же магнитными свойствами. Ученые научились выращивать магнетит в лаборатории, осталось только освоить его промышленное производство. Не надо объяснять, насколько полезен такой материал: из него можно делать броню, режущие кромки инструментов, медицинские эмали, искусственные кости и т.д.

Всем известные мидии обладают уникальной способностью: несмотря на жестокие штормы и течения, благодаря суперпрочному природному клею, моллюски остаются намертво приклеенными к скалам.

Ученые из Northwestern University изучили суперклей мидий и выяснили, что его основной компонент – это особая аминокислота, 3,4-диоксифенилаланин. Именно она позволяет клеевой смеси быстро высыхать и прилипать даже к самой скользкой поверхности. Теперь ученые пытаются создать из этой аминокислоты прочный клей, пригодный для ремонта сосудов, сломанных костей и герметизации в условиях повышенных влажности и механических нагрузок.

Наземные жители также вызывают у человека зависть своими умениями. Например, пауки, их паутина обладает множеством ценных свойств: суперэластичная, клейкая, легкая, но достаточно прочная, чтобы на нее можно было подвесить ванну с водой.

Ученые уже много лет пытаются создать искусственный шелк, однако синтетический шелк до сих пор уступает по характеристикам натуральному.

Но недавно компания AMSilk объявила, что ей удалось создать искусственный шелк, который ничуть не хуже натурального. Этот материал называется Biosteel и производится он с помощью генно-модифицированной бактерии E.coli (кишечной палочки).

Из синтетического паучьего шелка можно производить сверхпрочные бронежилеты, солнечные паруса, парашюты, медицинские материалы и множество других вещей, на которые без сомнения будет огромный спрос.

Миллионы лет эволюции родили уникальные материалы, которые могут пригодиться при создании высокотехнологичных устройств и эффективных методик лечения. Надо всего лишь не пройти мимо и присмотреться.

По материалам: RND

Отзывы: