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未来的表面:受自然启发

时间:2023-07-14   访问量:150

鲨鱼皮、壁虎粘附原理、莲花和槐叶菊效应或仿生房屋——大自然本身产生了最好的技术。未来和可持续表面的概述。

未来的可持续表面

当谈到减少阻力时,我们羡慕地看着鲨鱼。因为海洋捕食者的皮肤鳞片的设计可以降低横流并减少壁摩擦。使用仿鲨鱼皮特性的涂料可以显着减少飞机、车辆、船舶和风力涡轮机转子叶片的空气动力损失:每涂一种涂料,大型集装箱船和航空业每年可节省 2,000 吨燃油飞机——全球超过 448 万吨。 

壁虎粘贴原理

壁虎可以轻松地将自己保持在头顶或垂直墙壁上的物理原理也可以转移到技术中。粘合功能基于最小的表面结构,在任何需要可随时打开和关闭的无残留材料连接的地方(例如在车辆和机械工程或医学领域)都令人感兴趣。Gecko 原理可节省粘合剂,因此具有生态效益和经济效益。 

莲花效应

自清洁表面的技术和经济重要性日益增加。最著名的例子:莲花效应。借助纳米技术,可以在表面涂上超薄、隐形的长期保护膜,从而最大限度地减少污垢颗粒的粘附。表面不再粗糙,无法提供足够的抓地力来提供污垢和水分,水和污垢会简单地滚落 - 就像在莲花植物的叶子上一样 - 清洁工作显着减少。目前,全球超过 600,000 座建筑物都采用了具有自洁莲花效应的表面。 

槐叶效应

所谓的萨尔维尼亚效应可以减少摩擦损失,从而减少未来货船的燃料消耗:漂浮的蕨类植物(萨尔维尼亚)的叶子在水下的表面形成一层薄薄的空气,使植物保持干燥数周。造成这种现象的原因是叶子表面的细毛,让人想起拂子。如果船体可以覆盖这样的空气保持滑动层,摩擦力将不再发生在水-金属边界处,而只会发生在水-金属边界处。空气边界更大的地方更低。摩擦损失和燃料消耗将会减少。在最初的尝试中,将原理转化为技术材料已经取得了成功。 

仿生房子

仿生房屋是有远见的,它将不再配备光伏电池板,而是可以有一个由“绿砖”制成的表皮,可以进行光合作用。因此,它们会产生可用作生物燃料的碳水化合物。同样富有远见的是主动清洁地板的想法:像纤毛这样的微观结构应该将污垢颗粒输送到收集或吸收点。

第一座仿生房屋将在奥地利菲拉赫建造——这是一个技术与自然融合的物体,它可以为自己提供必要的能量,并将多余的能量释放到其他房屋和公共设施中。

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