AskNature:你如何管理废物?
以下是从仿生学研究所改编的Ask的策略和产品,灵感来自于大自然性质类别,以应对21世纪最伟大的设计挑战。找出这里完全收集。
这不是很漂亮,但浪费是生活中不可避免的副产品。每一个动作具有相等且相反的反应,有时结果是浪费。我们在卫生,技术,工程和几乎所有其他行业的制造发展使我们的社会成倍推进。
虽然这导致了令人难以置信的发现,世界上的许多地方已经留下了这些创新的冲击,通过负担过重废物流和猖獗的环境污染削弱。随着我们的社会演变的一些方面,其他人都远远地落在后面。
那么,如何做我们解决这个不公平?我们怎样才能使行业的进步,同时有意识地我们留下的垃圾?与往常一样,自然的想法可能只是门票。这一系列探索的途径,自然管理,减少和再利用废弃物。
如何自然把节能高效的化学或物理方法来工作管理废物?如何种的浪费更有效的方式处置或减少在第一时间产生的音量?是一个物种的垃圾另一个人的宝藏?大自然已经开发出令人难以置信的系统管理的浪费,从而导致更健康,更高效的生态系统。在人类的设计模仿自然的策略可以发现我们与废弃物挑战的新的解决方案。
肾分离和回收资源:人肾
工业化学过程往往涉及资源密集型分离步骤。而本身并不需要分离步骤最生化合成方法,其他生理过程做。
一个例子是血液其去除潜在有害的有机和无机材料的过滤。水,以及有益的矿物质,葡萄糖和蛋白质从有害物质中分离并循环回到血流中。如果水和有用的化合物,分别与所述有害化合物排泄沿,生物体将不得不消耗上的常数,每天以回收损失的水加仑和多少克矿物。
肾脏的过滤方面可以被认为是几十万的集合来进行同样的复杂任务超过一百万的独立的组装线。
肾脏的过滤方面可以被认为是几十万的集合来进行同样的复杂任务超过一百万的独立的组装线。这里的流水线是肾单位,沿其长度专门区域的管状结构。
该排泄的有用的水大量被重新吸收回血液的肾单位第一降入肾的深层组织。肾单位的这一部分是它的降支“亨利氏循环”。衬降支的细胞是可渗透水和不透离子。由于肢体下降穿过肾,水的逐步更咸(高渗的)区域中的相对未咸(低渗的)滤液被动流动的肾单位的内腔(内部空间)并进入通过渗透周围的咸组织进行。
将浓缩的滤液然后向上行进亨利氏环,其上升通过逐渐减少咸(日益低渗的)间隙区域向肾脏的表面背面的升支。与降支相反,该行的升支的管腔细胞是透过离子和不透水的。在滤液中有用的离子被再吸收,因为它们通过蛋白通道流下它们的浓度梯度到周围肾组织,而水被排除。
进一步沿着肾,蛋白质泵主动转运的腔和肾细胞之间,反之亦然有用离子和物质。主动转运需要通过耗尽ATP分子的能量输入。更多的水也被吸收,使得由时间滤液到达膀胱为完全形成尿,它仅包含1早期滤液的体积的百分比。
仿生产品和应用思路
应用理念:提高化学分离的两种化学品生产和制定过程的效率。在废旧物品回收有用成分流回到工艺中或存储供以后使用的头。
有兴趣在此战略工业部门(S):废物管理
排毒叶内臭氧:植物
称取植物中发生的化学过程是已知的最复杂和高效的化学过程中。植物的转化有毒物质进入良性的产品或有用的营养物质的能力可以给伟大的洞察,帮助当今世界遇到的污染问题。
臭氧(O 3)是一种物质,在对流层收集(地球大气的最低部分)时的氮氧化物,并与光子污染的空气相互作用的挥发性有机化合物和在称为光解过程分解。过量的臭氧的存在仍然是多种植物和其他生物的一个很大的威胁,因为这会导致氧化损伤时它与活组织分子反应。
目前的研究的证据表明,但是,许多植物具有使用称为抗坏血酸(ASC)的抗氧化剂化合物的方式来战斗臭氧的毒性,或维生素C. ASC分子植物质外体,细胞壁的内部水性空间内找到。研究表明,当臭氧通入在叶片的细胞壁,它的一些氧化ASC。
蜜蜂在补充农业服务的形式有助于每年约$ 15十亿到美国经济。
该反应产生然后可以通过植物细胞来管理产品无毒。这种方式,ASC在细胞壁是针对臭氧防御的第一线的一部分,前臭氧可以氧化和在植物细胞中的底层质膜损坏敏感的分子。实验研究已经发现,ASC的更高浓度与氧化应激更高抗性相关。
仿生产品和应用思路
应用理念:通过了解其分解臭氧可以提供深入了解制造商如何能产生更好的空气是植物创造ASC机制和化学过程过滤器不仅能防止进一步污染,而且减少现有污染。
有兴趣在此战略工业部门(S):空气净化,污染治理
酶分解农药:蜜蜂
蜜蜂在补充农业服务的形式有助于每年约$ 15十亿到美国经济(如授粉)。然而,蜂蜜蜂群健康可以通过许多农药被使用,在殖民地螨感染的不利影响。
特别令人感兴趣的是拟除虫菊酯类农药称为头氟胺氰菊酯,相对无毒,对蜜蜂还对其他许多昆虫,如寄生瓦螨即通常感染蜂蜜蜂群仍然有效。蜜蜂于τ氟胺氰菊酯电阻从他们的催化芳环的击穿,即对tau氟胺氰菊酯的分子中出现超过对其它种拟除虫菊酯的特定化学化合物的独特的酶衍生的。
应用理念:新的菊酯类农药可能被开发,并与P450抑制剂混合,以对抗已经进化性昆虫有效;另外,蜜蜂自然抗性也可以开发新的拟除虫菊酯类杀螨剂,这是对螨虫的危害更大以及对蜜蜂危害较小时考虑。
有兴趣在此战略工业部门(S):养蜂,农业,生物修复