Καινοτόμες, βιομιμητικές και τεχνολογικές εφαρμογές

Abstract

Στο φυσικό περιβάλλον ζουν έμβιοι οργανισμοί, η ύπαρξη των οποίων προηγείται κατά εκατομμύρια χρόνια της εμφάνισης του ανθρώπινου είδους. Οι οργανισμοί αυτοί ανέπτυξαν προσαρμοστικούς μηχανισμούς και τακτικές απόκρισης σε συνθήκες του περιβάλλοντος. Στη φύση έχουν επιλυθεί θέματα μηχανικής αντοχής, αυτοδιορθωτικές ιδιότητες, επιτυχούς έκθεσης στο περιβάλλον αλλά και καμουφλάζ, αξιοποίησης της ηλιακής ενέργειας κ.λπ. Αυτά είναι τα “εργαστήρια της φύσης”. Εκεί, λοιπόν, στη φύση υπάρχουν ιδιότητες γνωστές από εμπειρία και παρατήρηση, πολύ πριν από την αποκάλυψή τους σε επιστημονικά εργαστήρια. Στα πρότυπα της ανάπτυξης ζωντανών οργανισμών έχουν αποτυπωθεί προσαρμογές που σχετίζονται με το κλίμα, το περιβάλλον, την εξέλιξη και τις βιοσυνθετικές διεργασίες. Αυτά τα πρότυπα αντιγράφει με μίμηση η τεχνολογία, δημιουργώντας μια νέα ανθρωπογεωγραφία καινοτομιών αιχμής, τεχνολογικών προϊόντων και υλικών τελευταίας γενιάς. Κατά τις τελευταίες δεκαετίες η βιομιμητική ελκύει την προσοχή τόσο της εφαρμοσμένης έρευνας όσο και των τεχνολογικών εφαρμογών. Πρόκειται για ένα πεδίο με διευρυμένη δυνατότητα καινοτομίας το οποίο παρέχει και τη δυνατότητα ανάπτυξης πρωτότυπων και αειφόρων τεχνικών, νέων προϊόντων και αλυσίδων παραγωγής. Νέες, εξειδικευμένες μέθοδοι για την ποσοτική ανάλυση και την προσομοίωση της σχέσης μορφής-δομής-λειτουργίας ‒σε διάφορα ιεραρχικά επίπεδα‒ αναδεικνύουν νέες εικόνες, πολυεπίπεδους μηχανισμούς και άλλες λειτουργικές παραμέτρους των βιολογικών συστημάτων. Επίσης, νέες παραγωγικές μέθοδοι επιτρέπουν την εφαρμογή με μίμηση χρήσιμων ιδιοτήτων των βιολογικών συστημάτων σε καινοτόμα βιομιμητικά προϊόντα. Εφαρμόζοντας τις προσαρμοστικές στρατηγικές ιδιότητες έμβιων οργανισμών, οι σχεδιαστές, οι επιστήμονες και οι ερευνητές προσπαθούν να αναπτύξουν λύσεις που προσαρμόζονται πραγματικά καλά στις σύγχρονες ανάγκες των ανθρώπων. Η έρευνα περί βιομιμητικών δομών και υλικών (π.χ. πηκτωμάτων, πολυμερών, χρωστικών κ.ά.) στοχεύει στη μελέτη των παραμέτρων που επηρεάζουν την πρόσφυση σε διαφορετικά υποστρώματα. Η έμπνευση ή ο οραματισμός για βιομιμητικές και τεχνολογικές εφαρμογές συνέβαλαν σε εξαιρετικές, καινοτόμες, σύγχρονες εφαρμογές που ήδη χρησιμοποιούνται και είναι αναμενόμενο να προκύψουν άλλες εφαρμογές τις οποίες δεν μπορούμε να φανταστούμε σήμερα. Ο χρόνος θα δείξει ό,τι θα γίνει μελλοντικά.

Living organisms live in the natural environment and their existence precedes the appearance of humans by millions of years. These organizations have developed adaptive mechanisms and tactics to respond to environmental conditions. In nature, issues of mechanical strength, self-healing properties, successful exposure to the ambient environment, camouflage, utilization of solar energy, etc. have been resolved. These are the so called "laboratories of nature". In nature there are properties known from experience and observation, long before they were discovered (again) in scientific laboratories. In fact, adaptations related to climate, environment, evolution and biosynthetic processes are reflected into the patterns of development of living organisms. These patterns currently imitated by technology also create a new anthropogenic geography of cutting-edge innovations, cutting-edge technology products and materials. Recently, biomimetic has attracted the attention of both applied research and technological applications. It is a field with expanded potential for innovation, which also provides the opportunity to develop original and sustainable techniques, new products and production chains. New, specialized methods for the quantitative analysis and simulation of the structure-function relationship -at various hierarchical levels- highlight new views, multilevel mechanisms and other functional parameters of biological systems. Also, new methodology allows application in innovative biomimetic products by imitating useful properties of biological systems. By applying the adaptive strategies of living organisms, designers, scientists and researchers strive to develop solutions that are well adapted to the modern needs of humans. For example, research linked to biomimetic structures and materials (e.g., gels, polymers, pigments, etc.) aims to study parameters that affect adhesion properties to different substrates. The inspiration or vision for biomimetic and technological aspects has contributed to exceptional, innovative, modern applications which are already in use and it is expected to give rise to other applications that we cannot imagine today. Hopefully, time will tell us what will happen in the future.