പുതിയ കാലത്തിന്‍റെ ബയോ മിമിക്രി

ബുള്ളറ്റ് ട്രെയ്നുകളുടെ മുൻവശവും പൊന്മാന്‍റെ മുൻവശവും ഒരേ ആകൃതിയിലായതോടെ വായുവിലേക്ക് ശബ്ദമില്ലാതെ തുളഞ്ഞിറങ്ങാനായി
പുതിയ കാലത്തിന്‍റെ ബയോ മിമിക്രി

ആ തടാകത്തിലേക്ക് ചാഞ്ഞുനിൽക്കുന്ന മരക്കൊമ്പിൽ വന്നിരുന്ന പൊന്മാനെ നോക്കിയിരിക്കുകയായിരുന്ന ഞങ്ങൾ നാല് ചങ്ങാതിമാർ. കാത്തിരുന്നതുപോലെ പൊടുന്നനെ, പൊന്മാൻ തടാകത്തിലേക്ക് ഊളിയിട്ടു. പൊങ്ങിയ പൊന്മാന്‍റെ ചുണ്ടിൽ പിടക്കുന്ന മീൻ...

അപ്പോഴാണ് യൂണിവേഴ്സിറ്റി കോളെജിലെ ജിയോളജി വിഭാഗം മേധാവിയായി കഴിഞ്ഞ 31ന് വിരമിച്ച ഡോ. ജയ് കിരൺ വിശദീകരിച്ചത്: "അതിവേഗതയിൽ പായുന്ന ബുള്ളറ്റ് ട്രെയ്നുകൾ ജപ്പാനിലെ തുരങ്കങ്ങളിലേക്ക് കടക്കുമ്പോൾ നേരത്തെ വെടിപൊട്ടുംപോലെ ശബ്ദമുണ്ടാകുമായിരുന്നു. മണിക്കൂറിൽ 250 മുതൽ 500 വരെ കിലോമീറ്ററാണ് അവയുടെ വേഗത. അവിടത്തെ വായുവിലേക്കുള്ള തള്ളിക്കയറ്റം ഇത്രയും വേഗതയിലാവുമ്പോഴത്തെ ശബ്ദമായിരുന്നു അത്. അപ്പോഴാണ് ബയോമിമിക്രിയുടെ സാധ്യത ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ ശ്രദ്ധയിൽ വന്നത്. പൊന്മാൻ മീൻപിടിക്കുന്നത് അവരുടെ മനസിലേക്ക് വന്നു. ബുള്ളറ്റ് ട്രെയ്നുകളുടെ മുൻവശവും പൊന്മാന്‍റെ മുൻവശവും ഒരേ ആകൃതിയിലായതോടെ വായുവിലേക്ക് ശബ്ദമില്ലാതെ തുളഞ്ഞിറങ്ങാനായി'.

ആ എയറോഡൈനാമിക്സ് ഇന്ന് ചരിത്രമാണ്. ബയോ മിമിക്രിയിലൂടെ ഗതാഗത രംഗം ശ്രദ്ധേയമായ മുന്നേറ്റത്തിന് സാക്ഷ്യം വഹിച്ചു. പക്ഷികളുടേയും മത്സ്യങ്ങളുടേയും ക്രമീകൃതമായ രൂപം എയറോഡൈനാമിക് വാഹനങ്ങളുടെ രൂപകൽപ്പനയ്ക്ക് പ്രചോദനം നൽകി, യാത്രാസമയം കുറയ്ക്കുകയും ഇന്ധനക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്തു. സങ്കീർണ്ണമായ മാനുഷിക പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിനായി പ്രകൃതിയുടെ മാതൃകകൾ, സംവിധാനങ്ങൾ, ഘടകങ്ങൾ എന്നിവയുടെ അനുകരണമാണ് ബയോമിമെറ്റിക്സ് അല്ലെങ്കിൽ ബയോമിമിക്രിയെന്ന് അപ്പോഴാണ് മനസിലായത്. എഞ്ചിനീയർമാർ, ഭൗതിക ശാസ്ത്രജ്ഞർ, രസതന്ത്രജ്ഞർ, ജീവശാസ്ത്രജ്ഞർ എന്നിവർ വാണിജ്യ താൽപ്പര്യങ്ങൾക്കായി വിവിധ മെറ്റീരിയലുകളും ഘടനകളും ഉപകരണങ്ങളും രൂപകല്പന ചെയ്യുന്നു. കലാകാരന്മാരും വാസ്തുശില്പികളും സൗന്ദര്യം, ഘടന, ഡിസൈൻ എന്നിവയ്ക്കായി പ്രകൃതിയെ അനുകരിക്കുകയാണ്. ഇന്നിപ്പോൾ ലോകം ഇതിന് പിന്നാലെ വരികയാണ്.

ബയോ മിമിക്രി പുതിയ കാര്യമൊന്നുമല്ല. ഇതിന്‍റെ ആദ്യകാല ഉദാഹരണങ്ങളിലൊന്ന് മനുഷ്യൻ പറക്കാൻ സഹായിക്കുന്ന പക്ഷികളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനമാണ്. "പറക്കുന്ന യന്ത്രം' സൃഷ്ടിക്കുന്നതിൽ ഒരിക്കലും വിജയിച്ചില്ലെങ്കിലും, ലിയോനാർഡോ ഡാവിഞ്ചി പക്ഷികളുടെ ശരീരഘടനയും പറക്കലും സൂക്ഷ്മമായി നിരീക്ഷിച്ചു. അദ്ദേഹത്തിന്‍റെ നിരീക്ഷണങ്ങളിലും "പറക്കുന്ന യന്ത്രങ്ങളുടെ' രേഖാചിത്രങ്ങളിലും നിരവധി കുറിപ്പുകളും രേഖാചിത്രങ്ങളും ഉണ്ടാക്കി. വവ്വാലുകളുടെ ചിറകുകളുടെ ഘടനയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ചിറകുകളുള്ള ഒരു പറക്കുന്ന യന്ത്രത്തിനായുള്ള ലിയോനാർഡോ ഡാവിഞ്ചിയുടെ രൂപകൽപ്പന. 1903ൽ ആദ്യത്തെ വിമാനം പറത്തുന്നതിൽ വിജയിച്ച റൈറ്റ് സഹോദരന്മാർ പറക്കുന്ന പ്രാവുകളെ നിരീക്ഷിച്ചതിൽ നിന്ന് പ്രചോദനം ഉൾക്കൊണ്ടതായി വിശദീകരിക്കപ്പെടുന്നു.

ബിരുദ വിദ്യാർഥിയായിരിക്കെ 1934-ൽ അമേരിക്കൻ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഓട്ടോ എച്ച്. ഷ്മിറ്റ് കണ്ടുപിടിച്ചതാണ് ഷ്മിറ്റ് ട്രിഗർ. ഒരൊറ്റ ഇൻപുട്ട് ത്രെഷോൾഡ് മാത്രമുള്ള ഒരു സർക്യൂട്ടിൽ ശബ്ദ പ്രതിരോധശേഷി വർദ്ധിപ്പിക്കുക എന്നതാണ് ഷ്മിറ്റ് ട്രിഗറിന്‍റെ പ്രയോഗം. പിന്നീട് അദ്ദേഹത്തിന്‍റെ ഡോക്റ്ററൽ പ്രബന്ധത്തിൽ തെർമിയോണിക് ട്രിഗർ എന്ന് വിവരിച്ചു. കണവ ഞരമ്പുകളിലെ ന്യൂറൽ ഇംപൾസ് പ്രചരണത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ഷ്മിറ്റിന്‍റെ പഠനത്തിന്‍റെ നേരിട്ടുള്ള ഫലമായിരുന്നു ഇത്.

ജാക്ക് ഇ. സ്റ്റീൽ 1960ൽ ഒഹായോയിലെ ഡേട്ടണിലുള്ള റൈറ്റ്-പാറ്റേഴ്സൺ എയർഫോഴ്സ് ബേസിൽ, ബയോണിക്സ് എന്ന സമാനമായ പദം സൃഷ്ടിച്ചു, അവിടെ ഓട്ടോ ഷ്മിറ്റും പ്രവർത്തിച്ചു. സ്റ്റീൽ ബയോണിക്സിനെ നിർവചിച്ചത് "പ്രകൃതിയിൽ നിന്ന് പകർത്തിയ ചില പ്രവർത്തനങ്ങളുള്ള, അല്ലെങ്കിൽ പ്രകൃതിദത്ത സംവിധാനങ്ങളുടെ സവിശേഷതകളെ അല്ലെങ്കിൽ അവയുടെ അനലോഗ്കകളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന സിസ്റ്റങ്ങളുടെ ശാസ്ത്രം' എന്നാണ്. എന്നാൽ, 1969ൽ, ഷ്മിറ്റ് തന്‍റെ ഒരു പ്രബന്ധത്തിന്‍റെ തലക്കെട്ടിൽ "ബയോമിമെറ്റിക്' എന്ന പദം ഉപയോഗിച്ചു. 1974 ആയപ്പോഴേക്കും അത് വെബ്‌സ്റ്റേഴ്‌സ് നിഘണ്ടുവിൽ ഇടം നേടി. പിന്നീട്, ബയോണിക്ക് എന്ന പദം അമാനുഷിക ശക്തിയുടെ അർഥം ഉൾക്കൊള്ളുന്നതിനാൽ, ഇംഗ്ലീഷ് സംസാരിക്കുന്ന രാജ്യങ്ങളിലെ ശാസ്ത്ര സമൂഹം അത് മിക്കവാറും ഉപേക്ഷിച്ചു. അങ്ങനെയാണ് ബയോമിമിക്രിയിലേക്ക് ശാസത്രജ്ഞർ എത്തപ്പെടുന്നത്. ശാസ്ത്രജ്ഞയും എഴുത്തുകാരിയുമായ ജാനിൻ ബെന്യൂസ് 1997ൽ "ബയോ മിമിക്രി: ഇന്നൊവേഷൻ ഇൻസ്പൈർഡ് ബൈ നേച്ചർ' എന്ന പുസ്തകത്തിലൂടെ ബയോമിമിക്രിയെ ജനകീയമാക്കി.

ജന്തുക്കളുടെ ശരീരശാസ്ത്രത്തെയും ചലന രീതികളെയും അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ബയോറോബോട്ടുകളിൽ കംഗാരു പോലെ ചലിക്കുന്ന ബയോണിക് കംഗാരു ഉൾപ്പെടുന്നു. ഒരു ചാട്ടത്തിൽ നിന്ന് ഊർജം ലാഭിക്കുകയും അടുത്ത ചാട്ടത്തിലേക്ക് മാറ്റുകയും ചെയ്യുന്നത് വ്യാപകമാ‍യി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. ആനയുടെ തുമ്പിക്കൈയുടെ ശേഷി എക്കാലത്തും ശാസ്ത്രജ്ഞരെ ആകർഷിച്ചിട്ടുണ്ട്. ‌എങ്ങോട്ടും തിരിക്കാവുന്ന, പലവിധത്തിൽ സാധനങ്ങൾ എടുക്കാനാവുന്ന തുമ്പിക്കൈ.. . "റോബോട്ടിക് ആം' എന്ന നിലയിലുള്ള തുമ്പിക്കൈയെ അനുകരിക്കുന്ന യന്ത്രക്കൈ വലിയ നിലയിലാണ് സ്വീകരിക്കപ്പെടുന്നത്. മയിലിന്‍റെ നിറം ജൈവസൂക്ഷ്മ ഘടകങ്ങൾ പ്രത്യേക പ്രകാശ രേണുക്കളെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നതിനാലാണെന്നാണ് ചൂണ്ടിക്കാണിക്കപ്പെടുന്നത്. അത് ഇപ്പോൾ ജൈവ രീതിയിൽ ജൈവ പെയിന്‍റ് നിർമാണത്തിൽ വളരെയേറെ മുന്നോട്ടുപോയതായാണ് ജൈവശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ വിശദീകരണം. മോർഫോ ബട്ടർഫ്ലൈ ചിറകുകൾ ഘടനാപരമായി നിറമുള്ളതാണ്. ഈ പ്രഭാവം വിവിധ സാങ്കേതിക വിദ്യകളാൽ അനുകരിക്കാം. മോർഫോ ചിത്രശലഭത്തിന്‍റെ ഘടനാപരമായ നീല നിറത്തെ അനുകരിക്കുന്ന പെയിന്‍റ് വികസിപ്പിച്ചതായി ലോട്ടസ് കാറുകൾ അവകാശപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.

വ്യത്യസ്തമായ 1. 5 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് മുതൽ 40 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് വരെയുള്ള ബാഹ്യ താപനിലകൾക്കിടയിൽ ആഫ്രിക്കയിലെ ടെർമിറ്റ് കുന്നുകളിൽ സ്ഥിരമായ താപനിലയും ഈർപ്പവും നിലനിർത്താനുള്ള ചിതലിന്‍റെ കഴിവ് ഗവേഷകർ പഠിച്ചു. ഗവേഷകർ തുടക്കത്തിൽ ഒരു ടെർമിറ്റ് കുന്നിനെ സ്കാൻ ചെയ്യുകയും കുന്നിന്‍റെ ഘടനയുടെ ത്രിമാന ചിത്രങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്തു. ഇത് പുതിയ രീതിയിൽ ചിതലിനെ അനുകരിച്ച് മനുഷ്യർക്ക് കെട്ടിട നിർമാണത്തിന് സാധിക്കുന്ന രൂപകൽപ്പന സാധ്യമാണെന്ന് വ്യക്തമായി. സിംബാബ്‌വെയിലെ ഹരാരെയിലെ ഒരു മിഡ്-റൈസ് ഓഫീസ് സമുച്ചയമായ ഈസ്റ്റ്ഗേറ്റ് സെന്‍റർ, ഒരേ വലിപ്പത്തിലുള്ള ഒരു പരമ്പരാഗത കെട്ടിടത്തിന്‍റെ ഊർജത്തിന്‍റെ 10ശതമാനം മാത്രം ഉപയോഗിക്കുന്ന ആർക്കിടെക്ചർ ഇങ്ങനെ രൂപപ്പെട്ടതാണ്. അവിടെ ഈ രീതിയിലാണ് തണുപ്പ് നിലനിർത്തുന്നത്. റോമിലെ സപിയൻസ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ഗവേഷകർ ടെർമിറ്റ് കുന്നുകളിലെ പ്രകൃതിദത്ത വായുസഞ്ചാരത്തിൽ നിന്ന് പ്രചോദനം ഉൾക്കൊണ്ട് ഒരു കെട്ടിടത്തിലെ വെളിച്ചമുള്ള പ്രദേശങ്ങളെ ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്ന ഇരട്ട മുഖം രൂപകൽപ്പന ചെയ്തു. റേഡിയേഷൻ വഴി ലഭിക്കുന്ന താപം കുറയ്ക്കാനും രണ്ട് പാനലുകൾക്കിടയിലുള്ള മുറികളിൽ സംവഹനം വഴി താപനഷ്ടം വർധിപ്പിക്കാനും കഴിയുന്ന ഇരട്ട പാനലുകളുള്ള ഒരു മുൻഭാഗം രൂപകല്പന ചെയ്തുകൊണ്ട് ശാസ്ത്രജ്ഞർ കുന്നിൻ ഭിത്തികളുടെ സുഷിര സ്വഭാവം അനുകരിച്ചു. കെട്ടിടത്തിന്‍റെ ഊർജ ഉപഭോഗത്തിൽ മൊത്തത്തിലുള്ള ശീതീകരണച്ചെലവ് 15 ശതമാനം കുറഞ്ഞുവെന്നാണ് അവരുടെ അനുഭവം. ചിതലേ, നന്ദി!

മെച്ചപ്പെട്ട സൗരോർജ ശേഖരണത്തിനായി ഒരു ചെടിയുടെ ഇലകളുടെ ക്രമീകരണം അനുയോജ്യമാണെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർ പറയുന്നു. മാംസഭുക്കായ ആൽഡ്രോവണ്ട വെസിക്കുലോസ എന്ന സസ്യം വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ട്രാപ്പിംഗ് സിസ്റ്റത്തിൽ നിന്ന് പ്രചോദനം ഉൾക്കൊണ്ടതാണ് ഫ്ലെക്റ്റോഫോൾഡ്.

തവളകളെപ്പോലെ ചില ഉഭയജീവികൾക്ക് നനഞ്ഞതോ വെള്ളപ്പൊക്കമോ ഉള്ള ചുറ്റുപാടുകളിൽ വീഴാതെ സഞ്ചരിക്കാൻ കഴിയും. ഇത്തരത്തിലുള്ള ജീവികൾക്ക് എപ്പിഡെർമൽ കോശങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ചാനലുകളിലേക്ക് തുറക്കുന്ന ഗ്രന്ഥികളിൽ നിന്ന് സ്രവിക്കുന്ന മ്യൂക്കസ് ശാശ്വതമായി നനഞ്ഞ ടോ പാഡുകൾ ഉണ്ട്. ഇണചേരൽ പ്രതലങ്ങളിൽ നനവുള്ള ഒട്ടിപ്പിടിപ്പിക്കലിലൂടെ അവ ഘടിപ്പിക്കുകയും ഉപരിതലത്തിലൂടെ വെള്ളം ഒഴുകുമ്പോഴും നനഞ്ഞ പാറകളിൽ കയറാൻ പ്രാപ്തമാണ്. ഇക്കാലത്തെ പല ടയർ ചവിട്ടുപടികളും മരത്തവളകളുടെ കാൽവിരൽ പാഡുകളിൽ നിന്ന് പ്രചോദനം ഉൾക്കൊണ്ട് നിർമിക്കപ്പെടുന്നു. ട്രീ, ടോറന്‍റ് ഫ്രോഗ്സ് ടോ പാഡ് ഡിസൈൻ എന്നിവയിൽ നിന്ന് പ്രചോദനം ഉൾക്കൊണ്ട ത്രിമാന പ്രിന്‍റഡ് ഹൈറാർക്കിക്കൽ ഉപരിതല മോഡലുകൾ പരമ്പരാഗത ടയർ ഡിസൈനിനേക്കാൾ മികച്ച ആർദ്ര ട്രാക്ഷൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നതായി നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു. താമരയിലയുടെ സ്വയം വൃത്തിയാക്കാനുള്ള കഴിവ് കെട്ടിടങ്ങൾക്കായി സ്വയം വൃത്തിയാക്കുന്ന പ്രതലങ്ങൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിനും പരിപാലനച്ചെലവും ജല ഉപയോഗവും കുറയ്ക്കുന്നതിനും പ്രചോദനം നൽകിയതും എടുത്തുപറയണം.

ലക്ഷക്കണക്കിന് വർഷങ്ങളായോ അതിനും മുമ്പോ പ്രകൃതി അതിന്‍റെ രൂപകല്പനകൾ വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടേയിരിക്കുകയാണ്. അതുകൊണ്ടുതന്നെ സങ്കീർണ്ണമായ വെല്ലുവിളികൾക്കുള്ള അവിശ്വസനീയമായ ഉത്തരങ്ങളും പരിഹാരങ്ങളും കാലം നൽകുന്നുണ്ട്. ആ ഉത്തരങ്ങൾ ബയോ മിമിക്രിയിലൂടെ മനുഷ്യരുടെ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിനും പ്രകൃതിയുടെ മടിത്തട്ടിൽ നിന്ന് പ്രചോദനം ഉൾക്കൊള്ളുകയുമാണ്. പ്രകൃതിയാണ് പാഠം എന്നതിനാൽതന്നെ പുതിയ കാലം ഏറ്റവും കാത്തിരിക്കുന്നത് ബയോമിമിക്രി പഠനങ്ങൾക്കും ഗവേഷണങ്ങൾക്കുമാണ്. അത് നമ്മുടെ ശാസ്ത്രാധ്യാപകരുടെയും ഗവേഷകരുടെയും ശ്രദ്ധയിലുണ്ട് എന്നത് പകരുന്ന ആഹ്ലാദം വലുതാണ്. അവർക്ക് കൂപ്പുകൈ.

Trending

No stories found.

Latest News

No stories found.