Το ευρωπαϊκό πρότζεκτ LiNaBioFluid εστιάζει στη βιομιμητική και πώς αυτή μπορεί να εφαρμοστεί σε ένα ευρύ φάσμα υλικών
ΑΥΣΤΡΙΑ
Η μελέτη της φύσης για τη δημιουργία νέων καινοτομιών είναι αυτό που κάνουν οι επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Γιοχάνες Κέπλερ στο Λιντς. Οι σαύρες αποτελούν το αντικείμενο της μελέτης τους. Το δέρμα τους έχουν μοναδικές ιδιότητες για την μεταφορά των υγρών.
Αυτές οι σαύρες με κέρατα προέρχονται από έρημους της Βόρειας Αμερικής. Τους χρειάζεται ελάχιστο νερό για να επιβιώσουν. Η φύση τις έχει προικίσει με ένα έξυπνο σύστημα που τους επιτρέπει να συλλέγουν το νερό ή τις σταγόνες, που πέφτουν στην πλάτη τους. Είναι ένας μηχανισμός που παρουσιάζει εξαιρετικό ενδιαφέρον για τους επιστήμονες, που συμμετέχουν στο ευρωπαϊκό πρότζεκτ LiNaBioFluid.
«Οι σαύρες που μελετούμε εδώ έχουμε μια μικροδομή στο δέρμα τους. Αυτή επιτρέπει να υγραίνονται πολύ γρήγορα τα λέπια του δέρματός τους. Εκεί υπάρχει ένα τριχοειδές σύστημα, ένα σύστημα αγωγών που μεταφέρει τα υγρά πολύ γρήγορα και αυτόματα στο κεφάλι των ζώων. Αυτά μπορούν να απορροφήσουν και να πιουν τα υγρά από το σύστημα αγωγών στις γωνίες του στόματός τους» εξηγεί ο Φλόριαν Χίσεν, βιολόγος στο Πανεπιστήμιο Γιοχάνες Κέπλερ στο Λιντς.
Πέρα από τις σαύρες, οι επιστήμονες ενδιαφέρονται και για κάποια έντομα από τα τροπικά δάση της Νότιας Αμερικής. Ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο επιτρέπει την εμφάνιση της επιφάνειας του εντόμου, σε κλίμακα νανόμετρου.
«Ανακαλύψαμε ότι σε έντομα και ζωύφια, ακόμη μικρότερες δομές στο δέρμα τους ευθύνονται για εκκρίσεις που δημιουργούν το αμυντικό σύστημα του οργανισμού, κατευθύνοντας τα υγρά προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Έτσι κάτω από τα φτερά, βρίσκονται οι συγκεκριμένοι αδένες που παράγουν τις εκκρίσεις άμυνας. Οι συγκεκριμένες εκκρίσεις μεταφέρονται μέσω των μικροδομών στα φτερά, όπου εξατμίζονται, βγάζοντας μια δυσάρεστη οσμή και απομακρύνοντας όλους τους πιθανούς θηρευτές τους» συμπληρώνει ο Φλόριαν Χίσεν.
ΕΛΛΑΔΑ
Στο Ηράκλειο της Κρήτης, επιστήμονες του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) συμμετέχουν στο συγκεκριμένο ευρωπαϊκό πρότζεκτ. Οι Έλληνες ερευνητές ειδικεύονται σε τεχνολογίες λέιζερ. Ο στόχος τους είναι να αναπαράγουν σε τεχνητά υλικά τα μοντέλα που έρχονται στο φως από τους βιολόγους και να δημιουργήσουν βιομιμητικά συστήματα. Χρησιμοποιούν λέιζερ υπερβραχέων παλμών που τους επιτρέπουν να εργαστούν σε πολύ μικρή κλίμακα.
«Όταν μια ακτίνα λέιζερ διαπερνά το υλικό μας, αυτό αναγκάζεται να αλλάξει τη δομή του. Μπορούμε να δημιουργήσουμε τρισδιάστατες δομές. Η κλίμακά τους, η ανάλυσή τους ποικίλει από αρκετά μικρόμετρα, φανταστείτε ότι οι τρίχες των μαλλιών σας είναι 100 μικρόμετρα, και φτάνει τα μερικά δεκάδες νανόμετρα» επισημαίνει ο Ευάγγελος Σκουλάς, οπτικός μηχανικός στο ΙΤΕ.
Ο Μανόλης Στρατάκης είναι ο συντονιστής του ευρωπαϊκού πρότζεκτ LiNaBioFluid. Αναφέρει: «Μπορείτε να δείτε μια περιοχή η οποία έχει συγκεκριμένα μοτίβα σε συγκεκριμένα σημεία, υδροφιλικά ή υδροφοβικά. Αυτός ο συνδυασμός μοτίβων μπορεί να οδηγήσει το υγρό προς μια ορισμένη κατεύθυνση, επιτυγχάνοντας το καλύτερο αποτέλεσμα».
Τα τεστ γίνονται συγκεκριμένα σε ατσάλι. Ανάμεσα στις εφαρμογές που εξετάζονται είναι η κατασκευή καινοτόμων μικρομηχανικών μερών, των οποίων η τριβή και η φθορά είναι περιορισμένες.
«Εάν έχουμε μικρομηχανικά εξαρτήματα, έχουμε δύο επιφάνειες που είναι σε επαφή μεταξύ τους με ένα λιπαντικό. Μπορούμε να μειώσουμε αποτελεσματικά την τριβή ανάμεσα στις επιφάνειες, προσθέτοντας πάνω τους μια νέα επιφάνεια με μοτίβα της οποίας η δομή έχει συγκεκριμένη γεωμετρία» εξηγεί ο διευθυντής ερευνών του ΙΤΕ Μανόλης Στρατάκης.
Οι έρευνες συνεχίζονται με τις βιομιμητικές επιφάνειες για να βρεθούν νέες καινοτόμες εφαρμογές που έχουν να κάνουν με τη συλλογή νερού σε περίπτωση ξηρασίας αλλά και εφαρμογές στο πεδίο της βιοϊατρικής. Περισσότερες πληροφορίες για τη δουλειά που γίνεται στο ΙΤΕ