مصالح در تقاطع طبیعت ، فناوری ، هنر و معماری
طبیعت:
گونه های آبی Nelumbo nucifera که به عنوان محبوب نیلوفر آبی شناخته می شود ،
از ویژگی مفیدی برخوردار است. برگهای آن خود تمیز یا بسیار آبگریز است.
این بدان معنی است که هیچ ذره ای از خاک یا آب به برگ آن نمی چسبد ،
که به ویژه در محیط های مرطوب و گل آلود که گیاه به طور معمول
در آن رشد می کند بسیار مفید است. با این حال ،
این اثر از یک سطح کاملا صاف یا یک لایه صمغی روی برگ ها ناشی نمی شود.
در واقع نیلوفر آبی پر از چین و چروک های ریزی است
که سطح سطح تماس را کاهش می دهد و تمام ذراتی را که سعی می کنند
در آنجا بچسبند دفع می کند. اثر نیلوفر آبی توسط فناوری نانو مورد بررسی قرار گرفته است
تا این اثر را روی محصولاتی مانند سطوح ، رنگ ها ، پارچه ها و کاشی هایی
که به راحتی می توانند خود را تمیز کنند ، اعمال کنند.
هرچند که این امر پیش پا افتاده به نظر برسد ، وقتی به منابعی که
برای تمیز کردن شیشه آسمان خراش استفاده می شود
یا حتی کاهش تولید انرژی فتوولتائیک به دلیل گرد و غبار موجود
در صفحات خورشیدی فکر می کنیم ،
می توانیم حس بی نهایت امکاناتی را که
سطوح آبگریز می توانند نشان دهند ، درک کنیم.
طبیعت ، طی میلیاردها سال ، راه حل های انطباقی ایجاد کرده است
که درک آنها با ما با استفاده از فن آوری های جدیدی که به
نیازهای مناطقی مانند صنعت ساخت و ساز اعمال می شود ، قابل درک است.
وقتی متخصصانی مانند دانشمندان ، زیست شناسان ،
مهندسان ، معماران و دیگران با یک دید همدلانه و محترمانه متحد شوند
و بر درک جنبه های طبیعت متمرکز شوند ، نتایج می تواند چشمگیر باشد.
طبیعت بکر:
نمونه مشابه دیگری از اقیانوس ها ناشی می شود.
دفتر تحقیقات نیروی دریایی ایالات متحده از یک دانشمند خواسته است
تا به دنبال راهکارهایی برای کاهش استفاده از رنگ های ضد سم
و سمی گران قیمت باشد که معمولاً در اسکله ها استفاده می شود
و برای جلوگیری از تکثیر جلبک ها طراحی شده است. الهام این محلول از پوست کوسه بود.
محققان هنگام بررسی دندانهای پوستی کوسه ها دریافتند
که آنها به صورت الماسی مرتب شده اند ،
به گونه ای که میکروارگانیسم ها از نشستن منصرف می شوند.
میکروارگانیسم ها نمی میرند. به دلیل هندسه ناراحت کننده ،
آنها به سادگی علاقه ای به ماندن در سطح ندارند.
مهندسان از این استدلال فناوری Sharklet را توسعه دادند.
الگوی مصنوعی توسعه یافته بسیار کوچک است
– حدود 3 میکرون ارتفاع و 2 میکرون عرض – و با چشم غیر مسلح دیده نمی شود
یا با لمس احساس نمی شود ، اما در آنجا وجود دارد و از سطح در برابر باکتری ها
و سایر میکروارگانیسم ها محافظت می کند. مطالعات حتی حاکی از آن است
که چنین سطوحی ممکن است از رشد و گسترش باکتری های بیماریزا جلوگیری کند ،
از جمله استافیلوکوکوس اورئوس ابر باتلاق ، که در برابر آنتی بیوتیک هایی که
معمولاً برای درمان عفونت های استاف استفاده می شود مقاوم هستند و
شناخته شده اند که باعث عفونت های جدی بیمارستانی می شوند.
این دو مورد نمونه زیست سنجی است که
چیزی بیش از نوآوری الهام گرفته از طبیعت نیست.
بیش از تلاش برای تولید مثل یک فرم طبیعی ،
زیست تقلید به دنبال درک و تقلید از روش ها و استراتژی های
بیولوژیکی برای ایجاد و طراحی محصولات و فرآیندهایی است
که می تواند به رفع نیازهای طراحی ما کمک کند.
مواد بیومتیمیک مواد مصنوعی (ساخته شده توسط بشر) هستند که
از موارد طبیعی تقلید می کنند یا از نقوش طراحی شده از طبیعت پیروی می کنند.
مهمتر از همه ، این یک رویکرد چند رشته ای است.
این دیدگاه از طبیعت را در بر می گیرد که از طبیعت به عنوان
راهی برای حل مشکلات انسان یاد می گیرد ،
همانطور که جانین بنیوس اشاره کرد. اصطلاح زیست تقلید
پس از انتشار کتاب بنیوس تقلید: نوآوری با الهام از طبیعت بنیوس محبوب شد.
امری عادی و طبیعی است که برای الهام گرفتن از کار خود ،
محدود به دانش خاصی می شویم. اما همچنین می تواند
منجر به ایجاد موانعی بین رشته ها و مشاغل شود.
این که آیا این میراث آموزش های ما ، سرمایه داری است ،
یا رفتار ذاتی انسان است ، این مقاله وانمود نمی کند که پاسخی دارد.
اما وقتی نوبت به شکستن موانع معماری می رسد ،
نامی که به ذهن خطور می کند نام باکمینستر فولر (1895-1983) است.
او طرفدار آنچه او “علم جامع پیش بینی طراحی” نامید و اصطلاح “انقلاب علم طراحی” بود.
پیش فرض اصلی او این بود که نظم قادر مطلق و موجود
طبیعت باید همه پروژه های بشری را هدایت کند ،
اگر بخواهیم به عنوان یک گونه زنده بمانیم و رشد کنیم.
بسیاری از نگرانی های فولر در مورد جهان جامه عمل پوشانده است ،
در حالی که تقریباً 40 سال پس از مرگ وی
توسط فناوری پیشرفته چندین ایده وی امکان پذیر و آزمایش شده است.
در حقیقت ، مواد پاسخگو ، انعطاف پذیر یا خود اصلاح کننده دیگر
اختراعات علمی-تخیلی نیستند. به عنوان نمونه می توان
بتن خود ترمیم شونده باکتریایی را نام برد که با ظهور ترک ها خود بازسازی می شود.
ما می دانیم که میزان نفوذ آب به سازه های بتن مسلح ،
به ویژه از طریق اکسیداسیون آرماتور بتن ، آسیب می رساند.
اما اگر آب ، هنگام ورود به قطعه ، بتواند بخشی از محلول باشد ، چه می شود؟
استدلال جالب است: همراه با مخلوط سنتی بتن ،
اسپورهای باکتریایی (Bacilus pseudofirmus) در کپسول های کوچک ن
فوذپذیری آب گنجانده شده اند. آنها بی اثر خواهند ماند
و بر یکپارچگی ساختار تأثیری نخواهند داشت.
وقتی ترک ایجاد می شود و آب به داخل بتن نفوذ می کند ،
این تغییر می کند. به محض تماس آب با کپسول ها ، هاگ ها فعال شده
و این باکتری ها کلسیت تولید می کنند که به عنوان نوعی بیوسمان عمل می کند
و ترک حفره های بتن را با حرکت باکتری پر می کند.
این ماده جدید از مفاهیم زیست شناسی و مهندسی استفاده می کند
و هدف آن راه حلی است که بتواند خود را بازسازی کند.
استفاده گسترده از این محلول به دلیل هزینه بالای آن هنوز محدود است ،
اما نمونه های اولیه آن قبلاً در سازه های زیرزمینی ساخته شده
که دسترسی به آن دشوار است. برای کار ایمن با باکتری ها در حین ساخت ،
همکاری با زیست شناسان و دانشمندان ضروری است.
مطمئناً کار با این مواد مانند خرید یک بسته مخمر در سوپرمارکت نیست.
باکتری ها باید به درستی پردازش شوند و این به مقدار زیادی نیروی انسانی ،
فن آوری و دانش نیاز دارد – یعنی بسیاری از رشته ها
برای توسعه یک پروژه مشابه در یک میز نشسته اند.
با این حال ، عبور از رپرتویی که برای رسیدن
به چیزی واقعاً خلاقانه باید انجام دهیم ، برای تصور ما دشوار است.
تا آنجا که در این مقاله ، فقط راه حل هایی با استفاده
از مواد شناخته شده ذکر شده است ، که تا آنجا نیست
که تعریف جدیدی از روش ساخت و سازها را دوباره تعریف کند.
نری آکسمن ، استاد MIT و هماهنگ کننده گروه ماده واسطه ،
خاطرنشان می کند که “از زمان انقلاب صنعتی ، سختگیری ساخت
و تولید انبوه بر جهان طراحی حاکم است. خطوط مونتاژ
دنیای ساخته شده از قطعات را دیکته می کند ، و این تصور
طراحان و معمارانی را طراحی می کند ، که آموزش دیده اند
تا در مورد قطعات خود با عملکردهای مختلف به اشیا their خود فکر کنند.
” این وسیله تولید در تقابل با فرایندهای طبیعی است ،
جایی که سلولهای مشابه برای انجام عملکردهای مختلف
تغییر شکل می دهند و سازگار می شوند و ساختارها برای تعدد عملکردها
در مقیاس های مختلف بهینه می شوند: بار ساختاری ،
فشارهای محیطی ، محدودیت های مکانی و غیره
به جای مونتاژ قطعات ، ساختارهای طبیعی رشد می کنند.
آیا ممکن است مواد ما نیز چنین باشد؟
مفهوم بوم شناسی مواد یک رویکرد علمی است
که روابط متقابل بین محیط ساخته شده ،
فن آوری و طبیعت را کاوش ، اطلاع رسانی و بیان می کند.
گروه Mediated Matter Group در مورد
چگونگی تعامل فناوری تولید دیجیتال با بیولوژیکی
در تقاطع بین ماده ، فیزیکی ، دیجیتال کار می کند.
این گروه پروژه هایی از جمله چاپگرهای شیشه ،
غرفه های ساخته شده توسط كرم های ابریشم ،
قطعات هنری و موادی را كه می توانند جایگزین پلاستیك شوند ،
توسعه داده است ، و این نشان می دهد كه بی نهایت فرصت هایی است
كه ممكن است ناشی از تركیب طبیعت ، فن آوری و هنر باشد.
کلام آخر
بازنگری در نحوه ساختن جهان برای یک آینده سالم ضروری است.
تکیه بر طبیعت راهی منطقی به نظر می رسد.
روز Overshoot Earth تاریخی است که تقاضای بشریت برای منابع زیست
محیطی و خدمات در یک سال خاص بیش از آنچه در آن سال زمین می تواند تولید کند ،
خواهد بود. در سال 2020 ، در 22 آگوست سقوط کرد. به عبارت دیگر ،
بشریت از تمام منابع طبیعی که زمین تا آن تاریخ می تواند
برای یک سال کامل دوباره پر کند استفاده کرد
از جمله توانایی اکوسیستم های طبیعی در جذب انتشار کربن
از سوختن فسیلی. تاریخ با مقایسه کل
مصرف سالانه بشریت (رد پای اکولوژیکی) با ظرفیت زمین
برای بازسازی منابع طبیعی تجدید پذیر در آن سال (ظرفیت زیستی) محاسبه می شود.
هر سال ، این تاریخ زودتر می رسد ، که بسیار نگران کننده است.
تعداد کمی از مردم با این واقعیت مخالفت خواهند کرد
که ما در نحوه رفتارمان با این سیاره راه اشتباهی را طی می کنیم.
همانطور که جمله معروف می گوید: “جنون این است
که نتایج مختلف را با انجام همه کارها دقیقاً یکسان بخواهید.
اگر مشکلات جهانی باشد ، اتخاذ موضع چند رشته ای
برای مواجهه با این مسائل و جستجوی نتایج موثر ضروری است.
