Úvod
Věda
Planeta země
Historie
Zajímavosti
Lifestyle
Záhady a napětí
Kde se vynálezci inspirovali?

Pro mnoho vynálezů a věcí, které běžně používáme, byla konstruktérům inspirací samotná příroda. Co jiného by mohlo lépe fungovat? Tomuto odvětví se říká biomimetika. Které přírodní „samovolné“ vynálezy tedy dokázalo lidstvo napodobit?

Suchý zip si vzal příklad z bodláku

Za vynálezce suchého zipu je pokládán Švýcar George de Mestral. K jeho objevu mu podle tradovaného příběhu pomohla náhoda. Stalo se to jednoho dne, když se vrátil z lovu.

Ve chvíli, kdy svlékal výstroj, si všimnul, že jeho psovi z této procházky uvízly v srsti bodláky lopuchu.

Tyto pichlavé součásti rostliny začal ze psí srsti vyndávat, ale šlo mu to jen velmi stěží, což jej zaujalo, a tak ještě tentýž večer si vzal bodlinu pod mikroskop a na jejím konci spatřil háčky.

A právě v tu chvíli se v něm zrodil nápad na suchý zip, známý po celém světě jako Velcro (složený název z francouzských slov „velu“ neboli samet a „rachet“, tedy háček). Objev se mu podařilo patentovat v roce 1955.

Suchý zip byl objeven náhodou při procházce lesem.
Suchý zip byl objeven náhodou při procházce lesem.

Jak to vlastně funguje?

Suchý zip se vyrábí tkaním nylonového vlákna tak, aby se dal snadno rozpojovat. Zároveň je jeho odpor vůči bočním silám velmi silný.

Ve velké míře se používá v textilním průmyslu, v 60. letech ho využívali vesmírné programy pro přichytávání nástrojů a nákladů, aby zabránil volnému poletování věcí v beztížném stavu. Jeho výhodou je jednoduchá manipulace a také to, že funguje i pod vodou.

Co jsme opsali od pavouků?

Nad mechanickými vlastnostmi pavoučích vláken žasnou vědci už více než století. Nejzajímavější je hlavně pavoučí závěsné vlákno s tloušťkou desetiny lidského vlasu, které disponuje pevností několikanásobně větší, než mají ocel či kevlar.

Nejpevnější známé pavučiny má madagaskarský pavouk, který spřádá svoje sítě nad toky řek od jednoho břehu k druhému. A i když pavučiny vzdorují silnému větru, vydrží.

Právě tyto pavučiny se staly předlohou pro materiál, z něhož se vyrábějí například neprůstřelné vesty. I tak je pavučina stále desetkrát silnější.

Základem je bílkovina

Vědci se pokoušeli získat materiál od pavouků žijících ve volné přírodě, ale neuspěli. Selhal i následný pokus o velkochov pavouků. Hejno se totiž kvůli kanibalismu neustále zmenšovalo. Nakonec se kýžený produkt podařilo získat díky genovému inženýrství.

Surovinu pro výrobu materiálu, který byl pro své vlastnosti nazván BioSteel, neboli biologická ocel, produkují transgenní kozy, kterým byl do dědičné informace zabudován gen pro výrobu pavoučího vlákna.

Gen pro bílkovinu pavoučího vlákna byl totiž spojen s kozí mléčnou bílkovinou, a tak se v mléce nachází v rozpuštěném stavu, a to aniž by měnil fyzikální či chuťové vlastnosti mléka. K vysrážení „pavoučiny“ dojde po snížení pH mléka.

Z takto získané bílkoviny se následně upřede vlákno, které je vysoce mechanicky odolné. Má asi třikrát vyšší odolnost než stejně tenké vlákno z kevlaru.

Využití je vskutku široké od padákových lan přes ochranné vesty až třeba po lana zachytávající letadla po přistání na letadlových lodích.

Vlak rychlý jako ledňáček

Proslulé japonské vlaky Šinkanzen se prohánějí po kolejích rychlostí až 320 km/hod. a stále patří mezi nejsvižnější vlaky světa. Na počátku provozu v 60. letech minulého století se však potýkaly s velkou hlučností.

A problém masivního hluku eskaloval zvláště tehdy, když vlak projížděl tunelem a před sebou doslova hrnul vzduch, který vydával nepříjemné a silné zvuky. Problém vyřešil až vášnivý ornitolog, inženýr Eiji Nakacu, který hledal způsob, jak závadu vyřešit.

K vytvoření dokonalé povrchové úpravy vlaku se inspiroval sovami, které dokážou i přes svou značnou hmotnost létat naprosto bezhlučně. I vlak se poté ztišil.

Tvar vlaku Šinkanzen vznikl inspirací několika ptáků.
Tvar vlaku Šinkanzen vznikl inspirací několika ptáků.

Tvar jako ledňáček

Jenže problémy při vjezdu do tunelů přetrvávaly i po oné „soví úpravě“. A ornitolog si vzpomněl na dalšího zástupce ptačí říše – napadl ho totiž ledňáček.

Tito modří ptáčci totiž v přirozeném prostředí při lovu bleskově střídají řídký vzduch s malým odporem a vodu, která má naopak odpor velký.

Proto Eiji Nakacu upravil přední část vlaku do tvaru, jenž se velmi podobá ledňáččímu zobáku, a tak se podařilo redukovat hluk i třes, který při vjezdu vlaku do tunelu vznikal. A nejen to.

Jako bonus došlo i ke snížení spotřeby elektrické energie o 15 procent a o zvýšení rychlosti o 10 procent.

Hřejivá kombinéza díky bobrům

Bobři patří mezi poslední žijící zástupce čeledi bobrovitých.

Žijí převážně v blízkosti vody, kde si z pokácených stromů, větví a hlíny budují hráze, ve kterých si stavějí svá hnízda.

Stromy kácejí dolními řezáky, a horní zuby jim slouží jako účinná páka. Bobři jsou schopni porazit strom o průměru jednoho metru. Ale hlavně mají zajímavou skladbu srsti, kterou tvoří jemná podsada, krytá hrubšími pestíky.

Surfaři používají kombinézy založené na vlastnosti bobří srsti.
Surfaři používají kombinézy založené na vlastnosti bobří srsti.

Inspirace pro surfaře

Na těle mají bobři silnou vrstvu tuku, která je chrání před chladem ve vodě. A navíc jejich srst dokáže udržet teplou vrstvu vzduchu, která jim zajišťuje nejen tepelný komfort, ale zamezuje tomu, aby jim až na kůži pronikla voda.

To vše inspirovalo inženýry na Massachusettském technologickém institutu, kteří vyrobili speciální kombinézu určenou surfařům pro chladná období.

Je sice vyrobena z tradičního neoprenu, ale její povrchová úprava připomíná bobří kožešinu a nabízí tak překvapivý tepelný komfort.

Ideální lepidlo od gekona

Gekoni jsou vskutku zajímaví tvorové. Na prstech mají zvláštní adhesivní polštářky, kterými se pevně přidržují podkladu, a tak díky tomu rychle a lehce lezou i po svislých stěnách a kmenech stromů.

Využívají také fenomén van der Waalsovy síly, což jsou stručně řečeno přitažlivé a odpudivé interakce mezi molekulami. Tajemství gekoní přilnavosti spočívá ve speciální struktuře, kterou vytvářejí mikroskopické chloupky na spodní straně polštářků nohou a prstů.

Působí sice na velmi omezenou vzdálenost, ale ta postačuje k udržení potřebné zátěže. Díky těmto špičkám tak mohou gekoni viset na stropě dokonce za jediný prst.

Gekoni se díky svým přísavkám mohou pohybovat i hlavou dolů.
Gekoni se díky svým přísavkám mohou pohybovat i hlavou dolů.

Ideální lepidlo

Gekoní dovednosti inspirovaly vědce z univerzity v Manchesteru, kteří usilovně pracovali na vytvoření syntetické tzv. gecko-pásky. V roce 2003 se jim to konečně povedlo.

Jejich američtí kolegové následně produkt ještě zdokonalili, a vznikl tak materiál desetkrát lepivější, než je noha gekona. Jedinou nevýhodou oproti jejímu živému předobrazu je, že se musí na materiál působit daleko větší silou, aby se na podklad přilepil.

I žralok může být vzorem

Žraloci se v mořích pohybují velkou rychlostí. To jim umožňuje hlavně zvláštní povrch kůže, která maximálně snižuje tření ve vodě. Jejich kůži totiž pokrývají drobné špičaté šupiny připomínající malé zuby.

Ty pomáhají žralokům v pohybu tím, že vytvářejí víry, které redukují odpor. Výzkumníci z amerického Harvardu zjistili, že tyto výrůstky zvyšují i poměr vztlaku k odporu nosné plochy, a to až 323 %.

Vědci proto otestovali modelové nosné plochy v nádrži s tekoucí vodou a zjistili, že se většina z nich chová tak, jako by tam žádné zubaté šupiny ani nebyly.

Žraločí létání

Vlastnostmi žraločí kůže se inspirovali konstruktéři letadel a vyzkoušeli proudění vzduchu a turbulenci kolem žraločí kůže v aerodynamickém tunelu. A odtud již byla jen krátká cesta k vývoji speciálního povrchu trupu letadel.

Při dalším studiu se navíc ukázala i další schopnost žraločí kůže – odpuzovat choroboplodné organismy. A tak se nátěr podobný žraločí kůži dnes používá například v nemocnicích či laboratořích.

Žraločí kůže inspirovala konstruktéry letadel.
Žraločí kůže inspirovala konstruktéry letadel.

Velryby pomáhají s turbínami

Velryby křižují oceány po velmi dlouhou dobu a dokážou bez potíží překonat značné vzdálenosti, a to až tisíce kilometrů. V tom jim pomáhají speciální hrbolky, které mají na ploutvích.

Výzkumníci z námořní akademie Spojených státu a univerzity v Duke zjistili, že tyto hrboly na předních ploutvích snižují odpor vody o 32 % a zároveň zvyšují vztlak o 8 %. Princip je podobný jako v případě žraločí kůže.

Hrbolky vyvíjejí prostorový třídimenzionální proud. Ovšem každý hrbolek vytváří vír opačný.

Budoucnost turbín

Ploutve se tak staly inspirací pro inženýry, kteří pracovali na konstrukci lopatek větrných turbín, křídel letadel, vrtulí či chladicích ventilátorů.

Prudké poryvy větru z různých směrů vyvíjí na vrtule větrné turbíny tlak a díky hrbolkům mohou stavitelé turbín docílit lepšího nastavení úhlu vrtulí a navýšení otáček, a to vše při zachování maximální bezpečnosti.

Pavouci ještě jednou

Pavouci patří opravdu mezi nejzajímavější živočichy na zemi. Vědce tak zajímá nejen jejich pavučina, ale i celková stavba těla i způsob pohybu. Pavoučí tělo a dlouhé nohy jim umožňují dostat se takřka do každé skulinky.

Právě na tom postavili konstruktéři z německého Frauenhoferova institutu svůj nový vynález – robota vytištěného přesně podle vzoru pavoučího těla.

Budoucnost záchranářů

Robot by se tak mohl využívat hlavně při záchranářských pracích ve stísněných prostorech a také v prostředích, která mohou být pro člověka nebezpečná. Jednalo by se především o situaci, kdy by došlo k přírodní katastrofě nebo průmyslové havárii.

Vědci předpokládají, že robot by byl vybavený kamerou nebo čidly, které by analyzovaly nebezpečné látky. Na robotovi pracují i Češi.

Software pro pavouka navrhl Jan Bayer z Fakulty elektrotechnické ČVUT. Tento program dokáže robota řídit a získat informace o území, kudy by měl projít. Sám pak navrhne optimální cestu terénem, a záchranáři tak budou vědět, kterou bezpečnou cestu zvolit.

Související články
Historie velryb je jedním z největších záhad evoluce. Jak tito savci, kteří dýchají plícemi, přišli o nohy a vrátili se do moře? Na tuto otázku se pokusí odpovědět dokument Tajemné údolí velryb v Egyptě, který bude mít premiéru ve čtvrtek 29. února ve 20:00 na televizní stanici Viasat Nature. Všech 90 druhů dnes žijících velryb […]
Mnozí zmiňují divočáky, lišky, jeleny nebo dokonce medvědy. Stále častěji se s divokými zvířaty setkáváme přímo v ulicích měst. Proč se tak děje a zda je za to někdo zodpovědný, to jsou otázky, které necháme na jiných. My se raději podíváme do jiných zemí a prozkoumáme, jaká další zvířata po celém světě se přizpůsobila životu […]
Svět ukrývá mnoho pokladů a tajemství. I když objevitelů, historiků a cestovatelů je hodně, některá pozoruhodná místa jsou stále překvapením pro mnohé z nás. Neprobádané místa Ázerbájdžánu, rozmanitá historie Albánie či úchvatná atmosféra Kypru jsou jedny z míst, která nám mají co nabídnout a vyprávět. Uznávaná historička Bettany Hughes, se vydala prozkoumat pozoruhodné úkazy, o kterých jste možná doposud neslyšeli. Hora, […]
Velká jezera Severní Ameriky jsou zásobárnou pětiny světové sladké vody a páteří obrovského ekosystému, který ze všech úhlů ve třech dílech zkoumá nový kanadský dokument Nezkrocená Velká jezera. V premiéře jej uvidíte na Viasat Nature v pondělí 5. července. Hořejší jezero, Huronské jezero, Michiganské jezero, Erijské jezero, Ontarijské jezero a další menší jezera a řeky […]
reklama
Historie
Zradil prokletý diamant Habsburky?
O luxusní šperky z aukční síně Christie´s je jako každoročně obrovský zájem. Tentokrát však doslova enormní. V katalogu se totiž vyjímá skutečný skvost – pod položkou číslo 710 je v něm zapsán „bezejmenný žlutý diamant o váze 81,56 karátu, zasazený mezi 15 malými brilianty“. Jeho vyvolávací cena činí 350 000 švýcarských franků.   Původ tohoto slavného diamantu […]
Bylo povinností královského lékaře kárat vládce?
Muž v taláru pospíchá ulicemi města. Lidé, které potkává, jej uctivě zdraví. Jako by je ani nevnímal, má práce nad hlavu. Teď ho čeká medicínská přednáška na lékařské fakultě, pak bude studenty seznamovat s taji astronomie a u dvora má naplánovanou audienci…   Vystudovat medicínu nebylo již ve středověku jen tak. Zájemce musel nejprve strávit […]
Fred Astaire: U filmu mu dali nejdřív košem
Elegán s graciézními pohyby tančí ve světle reflektorů. Miláček národa stále hledá partnerku, která mu bude důstojným protějškem. A pak jednoho dne spatří tu pravou. Světový film v tu chvíli získá legendu – duo Ginger a Fred.   Přistěhovalec z Rakouska Fritz Austerlitz (1868–1923) pracuje v pivovaru v americké Nebrasce a se svým životem je docela spokojený. […]
Palác makedonských králů: Navrhl ho autor jednoho z divů světa?
Kráčí s hlavou hrdě vztyčenou. Konečně se dočkal. Po násilné smrti svého otce Filipa II. je Alexandr Makedonský prohlášen králem. Ke slavnostnímu okamžiku přitom dochází v honosném paláci v Aigai, tehdejší metropoli království.   Velkolepé sídlo nechal vystavět už Alexandrův otec Filip II. (asi 382–336 př. n. l.). K dílu snad přizval věhlasného architekta Pythea […]
Zajímavosti
Může nám půst prodloužit život?
Půst či hladovku lidé drží z různých důvodů. Někteří chtějí zhubnout, jiní proti něčemu protestují, případně jen dodržují kulturní či náboženské tradice. Co ale nejíst proto, abychom byli zdraví a žili déle? Funguje to, nebo je to nesmysl?   Myši v laboratoři italského profesora Valtera Longa (*1967) v Miláně se dožijí výrazně vyššího věku než […]
Mapinguari: Je nestvůra s tlamou na břiše jen mýtus?
Fascinující amazonská džungle nemusí skrývat jen dosud neznámé rostliny a „běžná“ zvířata. Možná se v ní potlouká tvor, se kterým byste se rozhodně setkat nechtěli. Podle některých popisů připomíná Bigfoota a i když jde podle všeho o legendu, reálný předobraz toto monstrum zřejmě opravdu má!   Pohybuje se prý pomalu a nenápadně a většinou zůstává […]
Janet Parkerová: Poslední úder pravých neštovic
Je tomu 46 let, kdy v naprosté izolaci zemře poslední oběť pravých neštovic, britská fotografka Janet Parkerová (1938–1978). Stane se tak v době, kdy už mají být minulostí, protože svět po dlouhém boji oslavuje jejich oficiální vymýcení.   Je jí čtyřicet. S manželem Josephem mají dva psy a malý domek na předměstí Birminghamu. Pracuje jako […]
Kuna, kohout, jednorožec: Jak přišly státy ke svým symbolům?
Každá země má svoji vlajku, státní znak, hymnu… a většinou také symbolické zvíře! Jak ale vybrat to pravé?   Ocitli jste se na území dnešního Chorvatska v době středověku a musíte zaplatit daně? Peníze si nechte, platí se tu kunami – stačí je stáhnout z kůže! Kožešina z drobných šelem je natolik výhodným artiklem, že […]
Záhady a napětí
Pátrání po biblických záhadách pokračuje: Zničil město Sodoma asteroid?
Slavný biblický příběh o zničení hříšných měst Sodoma a Gomora zná téměř každý. Až do současnosti si ale odborníci lámali hlavu nad tím, jestli si autor této části Bible událost vymyslel, nebo vycházel z něčeho, co se skutečně událo. Podle nejnovějších archeologických objevů se ale zdá, že se celá zkáza stala přesně tak, jak tvrdí Bible! […]
Do hlubin jeskyně Výpustek: Ukrývá největší krasové jezero u nás?
Před badatelem Josefem Urbánkem leží právě dokončená mapa. Zakreslená je na ní také obří vodní plocha. Urbánek totiž ve 20. a 30. letech minulého století postupně prozkoumal záhadnou jeskyni Výpustek. Údajně v ní objevil také přírodní unikát. Po něm se ale úplně slehla zem. Existuje vůbec a může nás k němu mapa přivést?      Rozlehlými prostorami […]
Záhada hliněné destičky z Turecka: Jaký rituál ukrývá text psaný neznámým jazykem?
Archeologové během loňských vykopávek v Turecku objevili hliněnou tabulku popsanou dosud neznámým mrtvým jazykem používaným před více než 3000 lety. Z doprovodného textu v chetitštině vyplývá, že tabulka zachycuje nějaký starověký rituál. Podaří se vědcům jazyk rozluštit a dávný rituál přečíst?   „Byl objeven nový indoevropský jazyk.“ Těmito slovy představuje vedoucí archeologických vykopávek Prof. Dr. […]
Mystérium jménem egregory: Jde o naše strážné anděly?
V uplynulých desetiletích se zrodilo mnoho nových esoterických konceptů pracujících s existencí nehmotné energie nebo rovnou bytostí, které žijí mimo dosah našich obyčejných smyslů. Mezi tyto bytosti patří i tajemné egregory. Jde o andělské bytosti, které nad námi bdí, nebo jsou spíš negativní povahy?   Váš život prochází turbulentním obdobím. Právě jste změnili práci a […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Krize mezi Benešovou a Matonohou snad nekončí?
nasehvezdy.cz
Krize mezi Benešovou a Matonohou snad nekončí?
Už dlouho se povídá, že manželství herečky Lucie Benešové (49) a herce Tomáše Matonohy (53) balancuje na hraně rozchodu. Herečka si nedávno vyrazila na dovolenou do luxusních lázní, kdo si ale mysle
V Indii byly objeveny pozůstatky hada, který mohl být nejdelším na světě
21stoleti.cz
V Indii byly objeveny pozůstatky hada, který mohl být nejdelším na světě
Za hadího rekordmana byl dosud považován Titanoboa cerrejonensis, jehož pozůstatky byly objeveny v roce 2002 v severovýchodní Kolumbii. Žil zhruba před 60 miliony let a dle odhadů mohl měřit kolem 13
Jak se žilo kdysi – Česká republika
nejsemsama.cz
Jak se žilo kdysi – Česká republika
Toužíte se projít po živém muzeu, kde na vás dýchne duch dávné doby? Vyrazte do skanzenu! V Čechách i na Moravě jich najdete několik a mnohé z nich jsou unikátní. Obvykle bývá v místě připraven doprovodný program, který dokreslí atmosféru místa a přinese vám neobyčejné zážitky. Muzeum lidových staveb Kouřim Stavitelské památky z území středních, východních a severních Čech najdete v Kouřimi
Moderní rezidence u rovníku
rezidenceonline.cz
Moderní rezidence u rovníku
Rezidence vznikla v rovníkovém Ekvádoru. Betonová stavba rozvržená do tvaru písmene T působí přes svou masivní konstrukci příjemně svěžím, elegantním a odlehčeným dojmem. Tři podlaží, tři obytná kř
Křehký koláč s mřížkou
panidomu.cz
Křehký koláč s mřížkou
Tento koláč vypadá dokonale, ale i tak chutná. Do tvarohu můžete zamíchat dvě lžíce máku nebo do něj vmíchat ovoce. Zdobit můžete také čerstvým ovocem, třeba jahodami. Ingredience na 1 formu Na těsto 300 g hladké mouky 150 g másla 1 vejce 1 žloutek 1 lžička nastrouhané citronové kůry 100 g moučkového cukru 1 lžička prášku do pečiva
Zámek Bečov nad Teplou a Relikviář svatého Maura: Dlouhá cesta k původní kráse
epochanacestach.cz
Zámek Bečov nad Teplou a Relikviář svatého Maura: Dlouhá cesta k původní kráse
Hned po korunovačních klenotech je relikviář svatého Maura považován za nejcennější movitou památku v České republice. A to se přitom zdálo, že tenhle románský skvost už je pro další generace nenávratně ztracen. Všechno začalo na počátku 13. století ve Francii. Biskup Gérard de Rumigny, působící v severofrancouzském městě Cambrai, byl neúnavný v hledání svatých relikvií. Nashromáždil jich hned
Udělali Taxisové z císaře dlužníka?
historyplus.cz
Udělali Taxisové z císaře dlužníka?
Císař Matyáš je rudý zlostí. Bohatství státní kasy povážlivě klesá a jemu je jasné, kdo v tom má prsty. „Ti proklatí Taxisové,“ praští rukou do stolu. Právě oni se totiž starají o provoz poštovních linek, výdaje na jejich údržbu ale neplatí. Do kapsy jim plynou jen tučné zisky! Počátky výměny informací sahají hluboko do historie. Stálé
Kincugi: japonské umění slepovaných talířů v restauraci The Artisan
iluxus.cz
Kincugi: japonské umění slepovaných talířů v restauraci The Artisan
Moderní česká restaurace The Artisan spojuje gastronomický zážitek s uměleckým dotekem prostřednictvím japonské techniky Kincugi. Výborné pokrmy si teď hosté mohou vychutnat i přímo z originálních tal
Straka zlodějka mi přinesla vzácný náramek
skutecnepribehy.cz
Straka zlodějka mi přinesla vzácný náramek
Seděla jsem na terase a byla bezradná. V tom přiletěla až ke mně straka, která upustila svůj lup a zmizela… Nad mou hlavou proletěl velký pták, zakroužil nad terasou a pak přistál na stromě. Seděla jsem tam smutně a kouřila cigaretu za cigaretou. Přišla jsem o místo, byla už tři měsíce na podpoře a manžel byl v částečném
Jak zvládnout nepohodu při sedavém zaměstnání
epochaplus.cz
Jak zvládnout nepohodu při sedavém zaměstnání
Sedavé zaměstnání není rozhodně nic příjemného. Bez pořádné prevence se člověk začne dřív nebo později potýkat se zdravotními neduhy, typu křeče v nohou, bolesti zad a hlavy, bolesti ruky, pálení očí, problémy se zažíváním, nadváha a další. Mnohem lépe je naučit se těmto problémům předcházet, než je později řešit. Nejdůležitějším krokem v boji proti zdravotním problémům způsobeným
Mrtví s olověnou maskou: Co zabilo dva podivínské elektrikáře?
enigmaplus.cz
Mrtví s olověnou maskou: Co zabilo dva podivínské elektrikáře?
Na kopci Morro do Vintém v Brazílii byli nalezeni dva mrtví muži. Co je zabilo, nebylo jasné. Jejich obličeje byly zakryty olověnými maskami a u sebe měli jen papír popsaný čísly a lísteček s instrukc
Vášnivý drink
tisicereceptu.cz
Vášnivý drink
Vyjádřit lásku lze mnoha způsoby. A k těm nejstylovějším patří koktejl plný neodolatelné chuti. Připravte si drink Red Valentine s rumovou lahůdkou Diplomático a prožijte se svým milovaným protějškem