Meren syvyyksistä löydetty erikoinen sieni on herättänyt tutkijoiden kiinnostuksen. Syynä on sen huomattavat taidot hallita veden virtausta kehonsa läpi kuluttamatta energiaa. He havaitsivat, että sienen nollaenergiavirtauksen säätö voisi inspiroida energiatehokkaita malleja.
Rooman yliopiston Tor Vergata ja NYU Tandon School of Engineering ovat hiljattain tehneet mielenkiintoisen tutkimuksen. Äskettäin erittäin tarkan tietokonesimulaation avulla tehty tutkimus osoittaa, kuinka Venus-kukkasienisienen (Euplectella aspergillum) luurankorakenne käyttää virtausenergiaa . Se osoittaa, kuinka se poimii hitaita virtauksia syvänmeren syvyyksissä. Lisäksi se osoittaa, kuinka nämä sienet suuntaavat virtauksia alaspäin sen keskionteloon, jotta se voi syödä planktonia ja muita siihen leijuvia ravintohiukkasia.
Tutkimusta johtivat tohtori Giacomo Falcucci Rooman Tor Vergata -yliopistosta ja professori Maurizio Porfiri NYU Tandon -instituutista.
Tohtori Falcucci sanoo: ” Teknisestä näkökulmasta katsottuna sienen luusto on sopeutunut merkittävästi ympäristöönsä, ei vain rakenteellisesti, vaan myös nestedynaamisen suorituskyvyn osalta.”
” Sieni on löytänyt elegantin ratkaisun ravinteiden saannin maksimoimiseksi toimien samalla kokonaan passiivisten mekanismien kautta ”, tohtori Falcucci lisäsi.
Tutkimusmenetelmä ja käytetyt työkalut
Italialainen supertietokonekeskus CINECA toimittaa Leonardo -nimisen näyttöön perustuvan laskentakoneen. Se on 100 miljardista pisteestä koostuva 3D-tietokonemalli, joka esittää hienostunutta spiraalimaista luurankorakennetta.
Se voi tehdä tähtitieteellisiä laskelmia sekunnissa. Tiimi integroi realistisen veden virtauksen digitaalisen sienen ympärille ja läpi. Se tapahtui erilaisissa virran voimakkuuksissa ja olosuhteissa.
Ota selvää, miten Reef Design Labin ympäristöystävälliset betonikuoret suojelevat meren elinympäristöjä
Uusien energiatehokkaiden mallien tekeminen
Tutkijat korostavat sienen yhdistämisominaisuuden biomimikriaperiaatteita. He uskovat, että sitä voidaan soveltaa edelleen uusiin suunteluihin, mukaan lukien kemiallisten reaktorien optimointi. On mahdollista lisätä happivirtausta rakentamalla tällaisia kennoja osaksi ilmanvaihtojärjestelmiä. Se voi myös parantaa rakennusten ilmansuodatusta .
Kaarevat, epätasaiset harjanteet saattavat jopa olla ominaisia aerodynaamisille malleille, joissa on alhainen ilmanvastus ja jotka samalla tarjoavat tarvittavan sisäilman virtauksen . Jälleen kerran luonto on tarjonnut nerokkaan mallin teknologiselle innovaatiolle.
On mielenkiintoista tietää biosementistä: mahdollinen ympäristöystävällinen korvike tavalliselle sementille.
Luonnollinen toimintaperiaate
Sieni käyttää tehtävänsä suorittamiseen spiraalimaista, harjanteista pintaansa, joka toimii kierreportaiden tavoin. Se käyttää fysiikan yksinkertaisia lakeja vetääkseen vettä ylöspäin huokoisen, kehysmäisen rakenteensa läpi. Näin se säästää pumppaamisen energiantarvetta.
Tällaiset hilat auttavat säästämään energiaa minimoimalla vastuksen virtauksen suurilla nopeuksilla. Luonnollinen ilmanvaihto syvissä merenpohjissa on huomattavan tehokasta. Tämä osoittaa, kuinka ratkaisevassa roolissa sienet ovat tässä ankarassa ympäristössä. Tutkimus johti siihen, että sienen passiivinen ruoan suodatus toimii vain hyvin hitailla virtausnopeuksilla. Se on vain senttimetriä sekunnissa ympäristöstään.
Lähde : Syvänmeren sienen "nollaenergia" virtauksensäätö voisi inspiroida uusia energiatehokkaita malleja
