Meny

Naturlig konstruert

FORBILDE: Uglens lydløse flukt er blant naturfenomenene som inspirerer forkskere i biomimetikk. (FOTO: Ronald Wittek / Corbis / NTB scanpix)

Denne artikkelen er over ett år gammel og kan innholde utdatert informasjon

Ingeniørkunsten er i ferd med å bli helt «naturlig». Forskere og konstruktører kopierer i økende grad naturens egne løsninger. Det kalles biomimetikk.
Potensial i alger

SOLBIOPTA er et forskningsprosjekt ved NTNU der man studerer om alger kan bli morgendagens solceller.

Foruten solcelle-egenskapene viser det seg at algene også har fremragende mekaniske egenskaper. Derfor kan algene inspirere forskerne til å kombinere flere funksjoner i samme konstruksjon. For eksempel kan algene kanskje både holder en konstruksjonen sammen og generere energi.

– Alger er veldig sterke. Og de er fulle av hull. Noe som gjør dem veldig lette. Det er ikke utenkelig at fremtidens transportløsninger er basert på slike lette, hullete materialer, sier professor Christian Thaulow.

Gruppen hans samarbeider med forskere ved MIT i USA.

– En alge har typisk fire lag, men det er ikke alle disse lagene som er avgjørende for styrken. Det vi vil finne ut, er funksjonen til hvert lag, og hvilket lag som er det sterke. Deretter ønsker vi å kopiere strukturen i det laget.

Når vi kan forvente et praktisk anvendelig gjennombrudd for denne forskningen, kan ikke professoren si noe om.

Det er en trend som blir stadig mer merkbar i nyhetsrapporteringen fra forskningsfronten: Påfallende mange nyvinninger er inspirert av spesielle egenskaper hos planter og dyr.

Denne våren har forskere for eksempel funnet ut hvordan de kan fange blodsugende veggedyr ved å kopiere bladene til kidneybønnene.

Andre har presentert en ny type solceller, basert på honningbienes kuber. Eller jobber med å kopiere flygeteknikken til ugler. Ugler lander nemlig nesten lydløst, for ikke å skremme vekk byttet.

Tilnærmingen kalles gjerne biomimetikk. Man lar seg inspirere av hvordan naturen har løst utfordringene, og kopierer disse løsningene.

Nanoteknologi

– Dette har kommet veldig de siste tre-fire årene. Biomimetikk er et stort internasjonalt tema. Det arrangeres mange konferanser, og det dukker stadig opp nye forskningsinstitutter som har ordet «biomimetics» eller lignende i navnet. Det er en av de viktigste trendene akkurat nå, sier Christian Thaulow. Han er professor ved Institutt for produktutvikling og materialer ved NTNU.

Thaulow påpeker at trenden kommer parallelt med utviklingen innen nanoteknologi. Det er ikke tilfeldig:

– Med nanoteknologien kan vi bygge strukturene fra grunnen av med atomisk modellering. Da blir det også mulig å kopiere naturens grunnsteiner, så å si. Og nanoteknologien gjør ikke bare at vi kan kopiere naturen, men også at vi kan forstå mekanismene som ligger til grunn for hvordan naturen løser ting.

Få komponenter

Professor Pawel Sikorski, som leder bionanoteknologigruppen ved Institutt for fysikk ved NTNU, utdyper:

– Naturen klarer å lage veldig avanserte ting med utgangspunkt i et veldig begrenset utvalg av materialer og komponenter. Det er snakk om både konstruksjonsmessig og materialmessig avanserte løsninger.

Den viktigste grunnen til at naturen lager gode løsninger, er at den bygger fra bunnen av i nanoskala. Det er dette forskerne også forsøker på.

– Hvis man kan konstruere sammensetninger fra det aller minste nivået, kan man også lage unike egenskaper, sier Sikorski.

Hardt + mykt = sant

I fjor lyktes Sikorskis forskergruppe med å utvikle et materiale som bygger på samme prinsipp som naturens beinvev. Det kunstige materialet har vist seg å være kompatibelt med menneskelige stamceller, noe som i et lengre tidsperspektiv kan være godt nytt for folk med beinskjørhet.

Beinvev er for øvrig et av de mest interessante naturlige materialene.

– Det kombinerer flere egenskaper på én gang. Det er både sterkt og lett. Her kan vi studere en annen av naturens løsninger: Den liker ofte å kombinere et hardt lag, ofte basert på kalsiummineraler eller silisium, med et mykt lag, basert på protein eller karbohydrater, sier Thaulow.

Det avgjørende for materialegenskapene er at størrelsen på disse lagene er på nanoskala. Dette er egenskaper som kan kopieres, for eksempel innen morgendagens byggematerialer.

– Ser du for deg at protein finner veien inn i byggematerialene?

– Nei, ikke direkte. I første omgang vil det være plastmaterialer som har proteinets plass, men det kan endre seg. Og husk på at naturen har en tredje ting som vi i dag mangler i våre materialer: Naturen er levende! Den kan fornye seg selv.

– Så i framtiden kan vi få «levende» hus?

– Ja, men ikke kall det levende. Det gir kanskje feil assosiasjoner. Men vi kan få materialer som reagerer og reparerer seg selv.

Helse og livsstil
Populært

Velkommen til debatt

ABC Nyheter ønsker velkommen til debatt om det meste. Men vi krever at du er saklig og viser respekt for menneskene sakene handler om og dine meddebattanter. Regler for kommentering finner du her.

Tor Strand, redaktør.

comments powered by Disqus