El enfoque de combinar biología e ingeniería a menudo también se llama biomimética en inglés. El principio básico de la biomimética es aprender de la naturaleza. La idea sobre biónica / biomimética es comprender los principios detrás de las construcciones de la naturaleza y transferirlos a sistemas y dispositivos técnicos.
Una aplicación importante de la biomimética es el campo de los biomateriales. La seda de araña , por ejemplo, es ligera y flexible y tres veces más resistente que el acero. Dichas propiedades del material son de interés para varias fibras técnicas. En robótica, los modelos animales como Geckos se utilizan como inspiración para el desarrollo de robots trepadores. Otra aplicación es el desarrollo de materiales autolimpiantes y repelentes al agua, inspirados en la estructura superficial de la hoja de loto .
Justo cuando el hombre, aunque era el más inteligente de todos los organismos vivos, ¡tiene que dar un paso atrás y aprender un par de trucos incluso de las plantas! Pero sí, siempre es demasiado tarde para aprender y cada organismo como una o dos lecciones puede enseñar.
La investigación biológica pionera se dirige hacia el estudio de varios organismos vivos y sus estrategias de supervivencia e incorporándolos a nuestra tecnología de vida diaria, medicina, informática e incluso material de construcción.
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El profesor Yan y su equipo en la Universidad de Nottingham, University Park, inspirados por las funciones de las pieles de tiburones y las superficies de los riblet, lo han estudiado y aplicado a las estructuras de las paredes para reducir el arrastre de flujo turbulento. Su investigación presenta un enfoque de reducción de resistencia utilizando ” Smart Surface “, una nueva superficie compuesta propuesta que combina el riblet con un revestimiento elástico. La “superficie inteligente”, inspirada en la piel autoajustable de animales marinos como el delfín , está diseñada para modificar la técnica tradicional del riblet y permitirle “sentir” e interactuar con el flujo ajustando la estructura de la pared de acuerdo con el flujo condición. El modelo físico de “Smart Surface” ha sido diseñado, considerando los factores de factibilidad de fabricación, durabilidad y rendimiento de reducción de resistencia en estudios previos.
La geometría de las superficies biomiméticas de los animales del suelo se imitó y modeló sobre una superficie de componente de cono (la parte de punta de medición de un penetrómetro de cono de suelo). Estas superficies biomiméticas están formadas por salientes cóncavos, cúpulas convexas y dos formas onduladas.
Se sabe que muchas especies de búhos , incluido el búho real, son excelentes depredadores nocturnos. Su presa, típicamente animal roedor, tiene una audición aguda que puede compensar la terrible visión de la noche. Sin embargo, la lechuza tanto en vuelo deslizante como en aleteo genera ruido a bajas frecuencias por debajo del rango de audición de la presa. Por lo tanto, el vuelo del búho a su presa es casi silencioso. La pluma de búho del ala optimiza las características especiales que tienen funciones de atenuación y absorción del sonido, como la dentado en el borde de ataque de la pluma, la franja en el borde de salida y la estructura aterciopelada del ala. Debido al kit de silencio anterior, se puede controlar la emisión de ruido del vuelo del búho. La investigación en China, inició un análisis sistemático de la morfología de la pluma del ala, y presentó una comparación cuantitativa entre el búho real y el ratonero común. Se estudió la relación interna entre el parámetro característico de la pluma del ala del búho y el vuelo silencioso, y se puede preparar un análisis cuantitativo de la aplicación del kit de silencio del búho para el diseño de componentes materiales en ingeniería .
La bioingeniera Dra. Michelle Oyen, del Departamento de Ingeniería de Cambridge, está trabajando con un equipo de investigadores para crear un material de construcción compuesto de hueso artificial y cáscara de huevo para reemplazar el concreto y el acero.
¿Por qué preguntas cáscaras de hueso y huevo?
El hueso y la cáscara de huevo son una combinación prometedora debido a sus compuestos de proteínas y minerales. Mientras que los minerales proporcionan rigidez a la estructura, la proteína proporciona resistencia al daño . Otra característica del hueso, que todavía está muy lejos de las réplicas artificiales de los científicos, es su capacidad de autocuración después de una lesión .
El Dr. Michael Ramage del Departamento de Arquitectura de Cambridge también está trabajando en el futuro de la construcción. El hormigón y el acero son actualmente los materiales de referencia para edificios altos , pero Ramage propone que la madera , uno de los materiales de construcción más antiguos de la humanidad, podría proporcionar una solución.
Ramage ha presentado recientemente una propuesta al alcalde de Londres para un rascacielos de madera de 80 pisos y 300 m de altura.
Estudiar Biomimética / Biónica
Esta nueva vía de imitación biológica ha llevado al comienzo de un nuevo dominio de enseñanza e investigación. Muchas universidades de todo el mundo tienen laboratorios e instalaciones expertas para Biomimética ahora y ofrecen cursos para lo mismo.
Este nuevo campo de estudio biológico combina maravillosamente con las matemáticas, la física, la ciencia de los materiales, la robótica, ¡lo que sea! Entonces, para todos aquellos estudiantes que desean estudiar en el campo de la biología, pero con una diferencia, ¡esto es todo!
Además de la investigación discutida anteriormente y los otros lugares inminentes que ofrecen estudios biomiméticos, otros incluyen la Universidad de Edimburgo-Escocia, UC-San Diego, UC-LA, Universidad de Birmingham-Reino Unido, Universidad de Ciencias Aplicadas de Rin-Waal-Alemania, todos ofrecen posgrado cursos (generalmente cursos de maestría como MS y MEngg o programas de investigación de doctorado / postdoctorado) en biomimética combinados con otros dominios centrales de matemáticas, física, ciencias de los materiales e ingeniería mecánica.
Trayectorias profesionales a seguir en biomimética
Los expertos en biónica / biomimética trabajan en un campo altamente interdisciplinario que requiere experiencia tanto en ingeniería como en biología. Además, el interés en los usos potenciales de materiales y maquinaria de inspiración biológica continúa creciendo en muchos sectores e industrias, creando una demanda creciente de especialistas en estos campos.
Las áreas potenciales de empleo para los graduados son:
- Industrias e instituciones de investigación enfocadas en micro / nanotecnología
- Industria de los materiales biológicos
- Tecnología energética
- Bioingeniería
- Oficinas de ingenieria
- Instituciones de investigación
- Proveedores de servicios y expertos especializados en biomimética.
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