Takjapael ja nanoteip on lihtsad näited sellest, kuidas inimene loodust jäljendades nutikaid lahendusi leiab. Kuid kas loodust jälgides ja tundma õppides võiksime leida väljapääsu ka inimkonna globaalsetele probleemidele?
Gekodel on imeline võime sibada kasvõi tagurpidi mööda klaaslage ilma põrandale prantsatamata. Seda tänu nende tallaaluseid katvale tihedale mikromeetri suuruste karvakeste kihile, mis omakorda jagunevad nanomeetri suurusteks klastriteks. Mängus on keerulised füüsikaseadused, eeskätt van der Waalsi jõud, täpsemalt vaadake Vikipeediast. Nanoteip imiteerib gekode tallaalust karvakihti. Tulemuseks on tugev, lihtsalt eemaldatav ja liimivaba teip, ühtlasi hea näide biomimikrist, kirjutab Evar Post.
„Bioloogias tähendab mimikri kohastumise tüüpi, mille puhul üks organism jäljendab teist organismi,“ selgitab Tehnopoli rohetehnoloogia klastri juht Ragmar Saksing. Biomimikri puhul otsib inimene loodusest inspiratsiooni uute tehnoloogiate, disainiideede, aga ka majandus- ja ühiskonnamudelite jaoks. „Loodusel on olnud aega miljoneid aastaid, et katsetada, testida ja leida lõpuks optimaalseimad lahendused,“ ütleb Ragmar Saksing. Miks siis mitte looduselt õppida!
Öökulli tiivasuled ja vahtra seemned
Võtame näiteks öökulli, kes suudab lennata ja hõljuda peaaegu hääletult. Ka sellele leidub keeruline füüsikaline selgitus. Öökulli tiibade tagumise serva sulgede ääres on spetsiaalne narmastik, mis suunab õhuvoolu nii, et ühtede helilainete põhjad joonduvad teiste helilainete tippudega. Sel moel helilained tühistavad üksteist ehk tulemuseks on vaikus. Sellest inspireerituna töötas ettevõte Biome Renewables välja FeatherEdge-tehnoloogia tuulikulabadele, kus laba spetsiaalne sakiline serv tekitab samasuguse efekti.
10 põhimõtet, millest eeskuju võtta
- Loodus toetub vabalt kättesaadavale energiale ja kasutab seda säästlikult.
- Loodus taaskasutab kõiki materjale.
- Loodus on vastupidav ootamatute sündmuste ja häirete suhtes.
- Loodus pigem optimeerib kui maksimeerib.
- Loodus väärtustab vastastikust kasu.
- Looduses toimub pidev infovahetus.
- Loodus kasutab elusolenditele ohutuid keemilisi ühendeid ja materjale.
- Loodus ehitab materjalidest, mille varud on rikkalikud, ja kasutab haruldasi ressursse
kokkuhoidlikult. - Loodus on häälestunud vahetule ümbrusele ja leiab lahendused käepäraste võimaluste
abil. - Looduses lähtub vorm otstarbest.
Allikas: biomimikri.org
Väidetavalt väheneb tuulikute tekitatud müra tänu sellele 50‒80% ja ka pöörlemiskiirus suureneb. Kuid, nagu öeldakse, seegi pole veel kõik. Vahtra seemet lennutav tiivake on disainitud nii, et õhuvool suundub ühte serva pidi pikisuunas. See võimendab õhuliikumist, paneb seemne keerlema ning võimaldab sel püsida õhus kauem js lennelda kaugemale. Seda trikki jäljendades konstrueeris Biome Renewables seadme, mis kinnitatakse tuuliku labade kokkupuutepunkti. Nimelt suunavad labad osa õhust tiiviku keskele ja see õhuvool läheb nii-öelda raisku. Vahtra seemnest inspireeritud vidin juhib kasutult raisatud õhuvoolu tagasi labade suunas. Tulemus – erksam pöörlemine ja rohkem elektrit.
Looduse ökosüsteemid on tervikud
Tuuleparkidega saab ilmestada erinevaid biomimikri aspekte. Looduse ökosüsteemid on disainitud sel moel, et kõik osad on vajalikud ja vastastikku kasulikud. Need ühtaegu nii panustavad süsteemi toimimisesse kui saavad sellest ka kasu.
Taanlased on seda põhimõtet rakendanud niimoodi, et osa tuuleparkide teenitud tulust läheb erinevate skeemide kaudu kohalike elanike kasutusse. Kui tuul puhub, on kogukond rõõmus, sest nad teenivad raha. „See on sümbioos. Kedagi ei lülitata lihtsalt välja ja kõik osapooled on üksteisele vajalikud,“ selgitab Ragmar Saksing.
Veel laiemas plaanis räägib tuuleenergeetika võidukäik sellest, kuidas me oleme otsimas tasakaalu jätkusuutliku arengu kolme aspekti ehk majanduse, keskkonna ja sotsiaalse külje vahel. Majandusele keskendumine ja keskkonna eiramine on viinud meid selleni, et näiteks keskmise Euroopa elaniku keskkonnajalajälg ületab Maa taluvuspiiri 2,9 korda. Keskmise Eesti elaniku keskkonnajälg on koguni 3,8 korda üle Maa taluvuspiiride, viitab Ragmar Saksing Eesti Arenguseire Keskuse raportile. Kas suudame elada nii, et Maa meie all ei ägaks? Eeskuju otsides võime pöörata silmad looduse poole. Laias laastus seisavad ju meid ümbritsevad organismid ja ökosüsteemid silmitsi samade väljakutsetega, mis meie inimestena: kuidas saada sooja, hankida vett, energiat ja muud eluks vajalikku, kasutades samas ressursse säästlikult ja mitte kahjustades oma elukeskkonda.
Inspiratsioon ettevõtjatele, inseneridele, arhitektidele
Termiidid aitasid leida nutika ja odava ventilatsioonilahenduse
Nagu inimesedki, peavad termiidid tagama oma elupaika värske õhu juurdevoolu ja vabanema tekkinud süsihappegaasist. Selleks on nende kuni nelja meetri kõrgustes pesades nutikas ventilatsioonisüsteem. Termiidipesa on nagu hiigelsuur pirn, mille jämedam ots asub maa all. Pesa keskel asub ülevalt suletud korsten ning selle ümber keerukas tunnelite ja õhukanalite võrgustik. Pesa seinad on poorsed. Kui tuul puhub, tekib tuulepoolsel küljel positiivne ja tagumisel küljel negatiivne rõhk. See rõhkude erinevus suunab õhu pesa ühest küljest sisse ja teisest välja. Kuna tuule kiirus ja suund muutuvad, ei ole õhu liikumine ühesuunaline. Pigem sarnaneb pesa meie kopsudega, milles õhk käib sisse-välja. Tänu õhu liikumisele, kombineerituna pesamaterjali soojenemisega päeval ja jahtumisega öösel, suudavad termiidid hoida pesa õhurikka ja temperatuuri ühtlase. Arhitekt Mick Pearce’i inspireeris see termiitide geniaalne lahendus projekteerima Zimbabwe pealinnas Harares asuva Eastgate Centre’i loomulikku ventilatsiooni- ja jahutussüsteemi. Päeval kütab päike hoone karkassi, välisseinte kaudu sisenev soe õhk liigub välja mööda keskseid suuri korstnaid, tagades ventilatsiooni. Öösel liigub läbi maja külmem õhk, jahutades ehitise maha, kuid samas hoiab akumuleerunud soojus ruumide temperatuuri ühtlase. Sellise passiivse ventilatsiooni- ja jahutussüsteemi abil kulub hoone jahutamiseks võrreldes tavapäraste meetoditega vaid 10% energiast.
Kiirrongi nina jäljendab jäälinnu nokka
Jäälinnul tuleb saagi tabamiseks söösta imekiirelt väikese takistusteguriga õhust suure takistusteguriga veekeskkonda. Selleks on jäälinnu nokk disainitud täpselt selliseks, et sukeldumine oleks võimalikult sujuv.
Jäälinnu noka kuju jäljendamine aitas Jaapani inseneril Eiji Nakatsul lahendada ülikiirrongide eriomase proleemi. Ligi 300-kilomeetrise tunnikiirusega kihutav kiirrong tekitab tunnelisse kihutades rõhulaineid, mis ülihelikiirusel tunnelist väljudes põhjustavad pea poole kilomeetri kaugusele kostva kärgatuse. Jäälinnu noka järgi disainitud esiotsaga rong sõidab 10% kiiremini, kasutab seejuures 15% vähem energiat ja on märkimisväärselt vaiksem.
Seen, mis sööb asfalti
Hea taaskasutuse näide on mets – või pigem peaksime nimetama seda uuskasutuseks või väärtustavaks taaskasutuseks (upcycling). Taaskasutusahel ei ole otsene, puidust ei saa uuesti kohe puit. Mitmesugused organismid lagundavad selle erinevateks keemilisteks komponentideks, mida seejärel kasutavad teised organismid. Juba enne surnud puu mahakukkumist hakatakse lagundama tüves ja okstes olevaid süsivesikuid ja valke, ammutades neist energiat ja tekitades muudele organismidele vajalikke kõrvalsaadusi. Teatud seened suudavad lagundada ka keerulist keemilist ühendit nimega ligniini. Sellega teevad nad ligniini komponendid teiste organismide jaoks kättesaadavaks, et neid saaks kasutusele võtta uute kemikaalide ehitusplokkidena. Sellest ringkäigust inspireerituna otsib USA ettevõte Mycocycle kulutõhusaid ja jätkusuutlikke viise, kuidas seente biokeemiliste omaduste abil lagundada ehitusprahti, asfalti ja muid jäätmeid. Laguproduktiks on tule- ja veekindel materjal, millest saab toota põrandakattematerjale, betooni, soojustusmaterjale, asendades praegu nende valmistamiseks vajalikke naftakeemia saaduseid.
Artikkel ilmus Swedbanki privaatpanganduse klientide ajakirjas Fookus.
Hoolid Eesti loodusest ja tahad olla kursis keskkonnauudistega? Saadame sulle kord nädalas ülevaate Eesti suurima roheportaali parimatest lugudest.
