Подсматривать у природы идеи для научных разработок — полезная научная методика

НаукаНаука

Подсмотрено у природы: в Тюмени заработал Центр природовдохновленного инжиниринга

Мария Роговая

Многие эксперименты нельзя проводить в научных лабораториях, поскольку они происходят с присутствием взрывоопасного водорода

Жидкие линзы, фотонные кристаллы и выпадение росы из тумана катализатора — подсматривать у природы блестящие идеи для научных разработок — это полезная научная методика. За рубежом такие технологии называют nature-inspired, дословно «природой вдохновленный». В Тюменском госуниверситете начал работать Центр природовдохновленного инжиниринга (ЦПИ ТюмГУ), где вместе с академической наукой и крупными промышленными предприятиями ведется работа по трем направлениям — химические технологии, оптика, микро- и наноэлектроника.

— Традиционно химическую реакцию часто понимают как кратчайшую прямую между точкой А (сырьем) и Б (продуктами). И ведут эту реакцию, стараясь максимально точно держаться на этой прямой, на что может уходить слишком много ресурсов,— рассказал научный руководитель ЦПИ ТюмГУ доктор технических наук Андрей Загоруйко.— Потому что в реальности все сложнее, очень часто это не прямой путь, а извилистая тропинка. В природе вообще мало прямых линий. Если мы будем, образно говоря, идти по такой тропинке пританцовывая, вальсируя, мы будем лучше готовы к любым поворотам на пути и в итоге сможем добраться до цели быстрее и легче. На этом принципе и основана одна из наших разработок, где вместо традиционной стационарной парадигмы мы переходим к динамическому управлению, не пытаясь удержать все параметры реакции на одном уровне, а, напротив, целенаправленно раскачивая систему. Эта смена философии дает много выигрышей, даже, как ни странно, повышает надежность и устойчивость работы создаваемых технологий.

Гидрофобность лотоса стоит как десять самолетов

Одна из разработок, взятая учеными из природы,— гидрофобная поверхность листьев лотоса. Цветок хотя и растет в воде, но всегда остается сухим. С помощью технологии цветка лотоса можно решать проблему обледенения корпусов самолетов, которое происходит, как правило, при взлете или при посадке. Ведь малейшая задержка жидкости на корпусе приводит к моментальному намерзанию льда и является реальной серьезной угрозой для обтекаемости корпуса, то есть для сохранения скорости и безопасного балансирования воздушного судна. Но для исключения намерзания недостаточно иметь просто очень гладкую поверхность. Она должна именно отталкивать воду и делать это эффективно. Конечно, самолеты и так уже летают, а значит, проблема обледенения корпуса у них как-то решена. Но разработки новых технологий и существуют именно для того, чтобы убрать это «как-то». Другое дело, что идеальная гидрофобная поверхность, как у лотоса, пока что сама будет стоить как десять самолетов. Так что дальнейшая работа исследователей состоит в том, чтобы сделать эту разработку доступной.

Другим примером подсмотренных у природы идей является технология нанесения активного компонента катализатора на носитель — специальную стеклоткань. В традиционной технологии используют пропитку стеклоткани раствором активного компонента, например соединений платины. Но внутри нитей и в пересечениях между ними катализатор недоступен для реагентов. Новая технология, предложенная ЦПИ ТюмГУ и Институтом катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, связана с туманом и выпадением утренней росы. Нанесение активного компонента на носитель производят из искусственного тумана — взвешенных микрокапель раствора. Микрокапли осаждаются только на поверхности нитей и остаются доступными для реагентов при использовании катализатора. Это снижает необходимое количество активного компонента в три-четыре раза.

Технологию «вынесли» из университета

Основные направления работ в ЦПИ связаны с нефтегазовой тематикой, поскольку Тюменская область — это крупнейший нефтегазовый регион страны. Директор ЦПИ ТюмГУ Андрей Елышев, окончив ТюмГУ, уже будучи кандидатом химических наук, поступил в магистратуру Новосибирского госуниверситета, чтобы изучить научное направление катализа под научным руководством Андрея Загоруйко из Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН. Так в Тюменском университете возникло целое научно-техническое направление по катализу и химической технологии со штатом научных сотрудников более 30 человек и организацией в ТюмГУ первой лаборатории по цифровому катализу.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Одомашнивание: новый цикл Одомашнивание: новый цикл

До конца нынешнего десятилетия произойдет очередная революция

Популярная механика
Попасть в нейросети Попасть в нейросети

Что для дизайнеров ИИ: увлекательная игрушка или удобный инструмент?

SALON-Interior
Люди на пределе Люди на пределе

Возможности нашего собственного, среднестатистического тела

Вокруг света
Пушкин — герой карнавала Пушкин — герой карнавала

Громкая премьера середины февраля — фильм «Пророк. История Александра Пушкина»

Монокль
ТВС-2ДТС. Композитный кукурузник, который не смог ТВС-2ДТС. Композитный кукурузник, который не смог

О несостоявшейся рабочей лошадке малой авиации в России – ТВС-2ДТС

Наука и техника
Гармоничное сочетание Гармоничное сочетание

Как создать гармоничное сочетание, которое уважает традиции разных кухонь?

Bones
Как добыть энергию из черной дыры: необычная стратегия Как добыть энергию из черной дыры: необычная стратегия

Может ли энергия черной дыры когда-либо послужить для нужд человечества?

Популярная механика
Страшно влиятельный доктор Страшно влиятельный доктор

Из чего 105 лет назад появился первый хоррор

Weekend
Томограф, рентген и сгоревшие папирусы Томограф, рентген и сгоревшие папирусы

Рукописи из Геркуланума можно было расшифровать высокотехнологическими методами

Наука
Как уборка, готовка и уход за детьми связаны с экономическим неравенством Как уборка, готовка и уход за детьми связаны с экономическим неравенством

Как неравенство в бытовых вопросах влияет на мировую экономику

Forbes
Вопль души психолога, или GPT на колесиках Вопль души психолога, или GPT на колесиках

Что мешает создать персонализированного робота, который с сочувствием выслушает?

СНОБ
Виктор Добронравов: «Всегда должна быть толика сомнений» Виктор Добронравов: «Всегда должна быть толика сомнений»

Виктор Добронравов о своем персонаже и грядущей премьере «Кракена»

Ведомости
«Служебный роман» наоборот: как влюбить в себя начальника (профессионально, конечно!) «Служебный роман» наоборот: как влюбить в себя начальника (профессионально, конечно!)

Какими качествами обладает идеальный сотрудник?

Maxim
«Выученная беспомощность»: как травма из-за неудачи формирует мышление и влияет на поведение «Выученная беспомощность»: как травма из-за неудачи формирует мышление и влияет на поведение

Как неудачи и стресс влияют на наше мышление?

ТехИнсайдер
Молодость навсегда Молодость навсегда

Важные бьюти-ингредиенты, которые помогают нам дольше оставаться молодыми

Лиза
Льготы катятся с трудом Льготы катятся с трудом

Сервисы заказа такси заявили о трудностях со льготами для пассажиров с детьми

Ведомости
Свидание с Россией Свидание с Россией

Богатые и успешные россияне о лучших городах Сибири и Дальнего Востока

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Время собирать камни Время собирать камни

Стоит ли вкладывать деньги в природные бриллианты?

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Всё о платных дорогах России: как пользоваться, стоимость, как оплатить Всё о платных дорогах России: как пользоваться, стоимость, как оплатить

Что необходимо знать выезжающим на платные дороги в России водителям?

РБК
Ванкель — движение по кругу Ванкель — движение по кругу

Как изобретался и развивался роторно-поршневой двигатель?

Наука и жизнь
«Казус белых» на российском рынке вина «Казус белых» на российском рынке вина

На российском винном рынке красные вина постепенно уступают место белым

РБК
Не звони, не опаздывай и не сокращай: шесть главных табу в бизнес-общении Не звони, не опаздывай и не сокращай: шесть главных табу в бизнес-общении

Что предпринимателей больше всего раздражает в деловом общении?

Forbes
Винное литературознание Винное литературознание

Как винный дух гуляет по истории литературы, в каких сюжетах и характерах

РБК
Что такое ферритин и как не спутать дефицит железа с другими проблемами Что такое ферритин и как не спутать дефицит железа с другими проблемами

Какие скрытые процессы в организме отражает ферритин

ТехИнсайдер
Два Гуся, две светлые постройки Два Гуся, две светлые постройки

Маршрут путешествия на два дня в Гусь-Железный и Гусь-Хрустальный

Weekend
Укол в сердце Укол в сердце

Нельзя обидеть – можно обидеться. Так ли это? В чем смысл этого послания?

Psychologies
Техника уступила еде Техника уступила еде

Как вырос объем интернет-торговли в России

Ведомости
Композиторы из будущего: как изменилась музыка за последние 100 лет Композиторы из будущего: как изменилась музыка за последние 100 лет

Как композиторы с академическим образованием пришли к постцифровой эстетике

СНОБ
Европейские правые под знаменами Трампа Европейские правые под знаменами Трампа

Европу не ожидает стремительный «правый поворот» после смены администрации в США

Монокль
Человек-оркестр Человек-оркестр

Из чего строится рабочий день бренд-шефа, который ведет несколько проектов?

Bones
Открыть в приложении