来自海洋的礼物:鲸涡轮机，贻贝胶，龙虾视觉
座头鲸- CC许可证Flickr用户帕特霍克斯
的海洋生物普查一项为期10年的关于我们世界海洋生物的研究刚刚完成，可以预见的是，它为那些愿意检验结果的人提供了许多创新见解。这些积累的数据令人印象深刻，就像把它们带到我们的知识宝库的工作一样。作者估计，通过对约12万个生物的直接观察，已经确定了近5000个新物种。在长达9000小时的海上航行中，约有2700名科学家参与了收集工作。
这是一项至关重要的工作……恢复海洋的健康远远不只是拯救物种，因为它是我们生物圈的基础。在我的大学导论课上，我用一些关于生物的鲜为人知的事实让许多设计专业的学生感到惊讶。海洋中的一个例子是原绿球菌，一种直到1986年才被发现的微型浮游生物，但它可能是地球上最丰富的生物之一，每升海水中约有100,000个。据估计，这种光合细菌制造了我们大气中大约20%的氧气，所以我告诉我的学生，要感谢原绿球菌为他们呼吸的每五次氧气。
这些生物对我们来说如此陌生，因为，嗯，他们确实是。首先，它们生活在比空气密度约800倍的流体介质中，它们呼吸这种物质。有时，他们生活在完全没有光的环境中，承受着比我们所经历的还要大上百倍的压力。重力不是大问题，但浮力是大问题，在这个蓝色体积中，调整一个人在垂直水柱中的位置与推动自己前后移动同样重要。事实上，这可能更重要:在我们的世界上，最大的动物迁徙之一不是每年驯鹿的长途跋涉，而是无数海洋生物，比如甲藻，每晚向海面上升。
因此，海洋激发了许多仿生学创新也就不足为奇了。人们根本无法想象出所有这些奇异的形状、行为和策略，这些都是由这些苛刻和陌生的条件造成的。研究海洋生物似乎几乎保证了解决问题的新视角。
这只是海上受到启发的一些生物质创新：
粘连:蓝贻贝通过放置足部、蛋白质系绳和基板，设法粘在海浪拍打的岩石上。此外，这种软体动物可以调整这种锚的配方，使其发挥优势，通过拨入不同的蛋白质来获得不同程度的耐久性和强度。哥伦比亚森林产品他们在生产纯粘合胶的过程中模仿了这些蛋白质，这种胶用于胶合板生产线。这种胶水已经取代了通常使用的有毒脲醛(一种已知的致癌物质)UF(一种指定的有毒空气污染物)胶水。
一种类似的胶水已用于医疗应用，尤其适用于人体的水环境。这些胶粘剂避免了与合成胶粘剂相关的排斥反应和炎症，并且不会持续存在或有毒。在一些应用中，两种创新结合在一起，使用喷墨技术的压电过程更精确地应用胶水。
海洋中的粘性策略不仅限于贻贝：藻类，细菌，藤壶和多芯片蠕虫都有他们的方式。每一个学期都将学生带到加利福尼亚州博伊提斯的Duxbury Reef Tidal游泳池。在这里，我们在这里看到了他们在他们横穿的自然环境中看到了石英和Seastars。在爵士的情况下，这两个生物都必须绕过咧嘴跋涉，或者像Seastar一样捕食他人，所以他们面对一个矛盾：你们觉得怎样坚持岩石，以避免被冲走，也避免被冲走四处走走？帽子利用所谓的斯特凡粘附，动物世界中某些类型粘液的性质。简而言之，拉紧米苏的粘液密封件难以拉过它更难。在工程术语中，当通过横向运动产生的剪切应力更大时，粘液用作润滑剂，并且当生物静止时，粘液作为粘合剂。多么优雅的解决方案！使您的材料上的力量从完全相同的物质上给您两种不同和矛盾的应用。
形状优化和流线型:Whalophower公司加拿大的一家公司设计了风力涡轮机和工业风扇，图案取自座头鲸鳍状肢的结节，即胸鳍前缘的扇形边缘。刀刃允许在较慢的速度下有效操作，而不会失速或降低叶片的螺距。
鲨鱼和箱鱼启发了著名的产品，如战斗机、耐克泳衣和奔驰原型车。鲨鱼皮的抗菌性能也被一家名为Sharklet技术．在鲨鱼身上创造纳米流线的真皮齿也使细菌难以形成，这家公司已经生产了一系列用于医院的产品。
生物矿化:硅藻和软体动物以从普通海水中提取二氧化硅和碳酸钙等矿物质来制造它们的外骨骼或外壳而闻名。鲍鱼是一个特别的例子，它的外壳的硬度和耐久性已经被广泛研究。这个过程已经被研究和开发公司分析和使用Carbozyme从烟囱中捕捉二氧化碳。Carbozyme公司开发了一种酶激活液膜渗透器，可以将烟气中的二氧化碳去除，生产石灰石粉。这种类型的捕获也可以用于回收和富集生产中的气体流。
我有写的是关于卡莱拉公司的以及它们模仿珊瑚来捕获碳并制造水泥。Calera的首席执行官兼创始人布伦特•康斯坦茨(Brent Constantz)学会了如何在没有这种生物的情况下种植珊瑚所形成的方解石和霰石晶体。这为他的“含水沉淀法”技术奠定了基础:将二氧化碳、粉煤灰、卤水和废水转化为清洁的烟道气、绿色建筑材料(无需开采或高温的水泥)和淡水。
环境卫生:澳大利亚生物信号有限公司(Biosignal Ltd.)的另一种生物——红藻——激发了一种不同的抗菌策略。藻类不是利用它的表面形状，而是利用一种化学干扰信号来干扰聚集在一起的细菌的交流，这种信号被称为“群体信号”。生物信号公司开发了一种利用呋喃酮涂层表面的专有方法。应用领域包括隐形眼镜、侵入性医疗设备和药品，所有这些领域都可以避免细菌对抗生素日益严重的耐药性问题。
光学:动物看到大约10种不同的方式，看到水下可能是一个挑战。龙虾在晚上踩海底底部，并在这些模糊条件下具有处理光的不寻常方法。在其天线的基础上是成千上万的方光反射器，其精确地将所有进入的光焦于一个焦点。的物理光学公司该公司为美国国土安全部开发了一种名为LEXID的扫描仪，它可以用类似的方法透视三英寸厚的钢铁，发送和检测x射线。莱斯特大学空间研究中心的“龙虾-国际空间站”望远镜也使用这种方法收集弱光。
彩色成像：头足类动物，尤其是墨鱼，由于它们具有根据环境改变颜色的非凡能力，已经激发了一些组织对它们进行研究。最近，麻省理工学院的研究人员制作了一种微米厚的聚苯乙烯和聚2乙烯基屏幕，当电荷穿过屏幕时，屏幕的厚度和颜色会发生变化。电压越大，屏幕就越厚，屏幕反射的光波长就越长。微软、太阳化学公司和辛辛那提大学也在研究这项技术，它在电子墨水、压力传感器和通信艺术中有广泛的应用。
过滤：蓝鲸是海洋中最大的生物，也是有史以来最大的动物。它们吃海洋中最小的动物之一，磷虾。为了做到这一点，它们一口气过滤掉数吨的水来收获它们的食物。鲸须过滤澳大利亚的一家公司将这一过程应用于他们的过滤器系列。这些装置是不加压的，不使用化学药品，并且是自清洁的，但是他们可以过滤小到25微米的颗粒。在野生环境中，鲸鱼使用舌头的扫荡动作和倒流的水来保持须鲸的清洁。这些过滤器的大部分应用都是在食品和饮料行业，但对避免化学品和大型沉淀池的影响更广泛。
有一个海洋的想法，这些只是少数。我们有责任保持海洋的完整和健康。如果你想了解更多关于这些生物和创新应用的信息，可以去AskNature.org， Biomimicry组优秀的通用参考位点;eol.org，生活百科全书网站;和coml.org该网站是海洋生物普查的网站。
Tom McKeag在加州艺术学院和加州大学伯克利分校教授生物灵感设计。他是公司的创始人兼总裁BioDreamMachine这是一个非盈利教育机构，为K12学校带来生物灵感设计和科学教育。
