Jak inspirują owady

Owady stanowią największą pod względem liczebności gromadę w typie stawonogów. Charakteryzują się ogromną różnorodnością wyglądu, co związane jest często z przystosowaniem się do warunków panujących w środowisku które zamieszkują. Są to różnego rodzaju odnóża, kształt skrzydeł, pancerza, układ oczu, aparaty gębowe, różnorodne, często jaskrawe lub upodabniające się z otoczeniem ubarwienie i wiele innych. Dlatego też już od czasów starożytnych owady i sposób ich życia jest inspiracją dla projektantów i naukowców. Oto przykłady, czym i w jaki sposób inspirują owady:

Wiele gatunków owadów stało się głównym bodźcem rozwoju sztuki. Jedwabniki i czerwce dały duże możliwości w malarstwie - produkowały potrzebne tkaniny oraz barwniki do farb. Z kolei w Ameryce Południowej tamtejsza ludność wciąż stosuje skrzydła właściwe motyli oraz pokrywy (m.in. chrząszczy) jako elementy ozdobne w świątynia, a także w biżuterii. Aktualnie wiele firm jubilerskich oferuje biżuterię w kształcie owadów. Firma „Tiffany&Co” jako pierwsza pokusiła się o wykorzystanie owadów do zaprojektowania kolekcji luksusowej biżuterii. Ten trend nabiera wyrazistości zwłaszcza latem, kiedy bardziej cieszy nas feeria barw na motylach i pszczółkach. W sklepach z biżuterią można znaleźć całe latające zoo, w tym kolorowe ważki wysadzane kryształkami, mieniące się cyrkoniami motyle, biedronki, pszczółki, a nawet pająki. Przysiadają na pierścionkach, prezentują bogato zdobione skrzydełka na zawieszkach, kolczykach i oczywiście broszkach. Inna odsłona tego tematu to biżuteria z prawdziwymi owadami. Inspirujące i zaskakujące są bursztyny z zastygłymi w nich owadami. Wykonuje się z nich niepowtarzalne wisiorki, pierścionki, czy bransolety. Istnieją również wystawy, których tematem przewodnim są owady. Przykładem jest wystawa w Mosfellsbaer autorstwa Kristín Elva Rögnvaldsdóttir. Wystawa tematycznie poświęcona jest.. owadom, pokazanym w niecodzienny sposób. Artystka, w swojej sztuce tworzenia używa wielu technik, takich jak np. rzeźba, fotografia, rysunek i animacja.

Jak się okazuje, również muzyka czerpie inspiracje ze świata owadów. Chińczykom oraz Japończykom do tego stopnia podoba się śpiew świerszczy, że bardzo chętnie noszą je ze sobą w małych pudełeczkach lub klatkach, aby móc ich często słuchać. Nawet w Europie znamy przykłady słuchania muzyki świerszczy, choćby w literaturze.

Jednym z rzędów owadów, które swoim wyglądem jak i przystosowaniem często inspirują są motyle. Chodzi nie tylko o okazałe skrzydła tych owadów czy różnorakie ubarwienie ale także o ich przystosowanie. I tak konkretnie chodzi o występującego w Ameryce Południowej motyla Morpho aega. Mikro i nanostruktura powierzchni jego skrzydeł wpływa na zachowanie absolutnej czystości i suchości skrzydeł, co inspiruje nanotechnologów pracujących nad nowymi materiałami o właściwościach samoczyszczących. Morpho aega podczas lotu w deszczu zachowuje idealną czystość oraz suchość powierzchni skrzydeł. Każda kropla deszczu, która opadnie na skrzydła jest z nich strącana, gdy końcówki skrzydeł są skierowane w dół, a w raz z kropelkami "zabierany" jest również kurz i inne zabrudzenia znajdujące się na powierzchni skrzydeł. Skrzydła motyla mają jeszcze jedną nietypową właściwość - ich budowa uniemożliwia ruch kropli wody w kierunku ciała owada, podczas ruchu skrzydeł ku górze. Ta cecha powoduje, iż owad jest zawsze idealnie suchy.

Innym przykładem, kiedy to ludzie wzorują się na owadach jest konstrukcja sprzętu latającego. Okazało się, że motyle, ćmy czy ważki są dużo lepszym wzorem niż ptaki, ponieważ stworzenie skrzydeł, które będą naśladowały ich ruchy jest o wiele prostsze. Aktualnie amerykańscy inżynierowie wojskowi testują prototypy mikrosamolotów nowej generacji, które swoimi rozmiarami przypominają insekty. Wykorzystywane będą m.in. w operacjach militarnych w celu śledzenia wroga czy odnajdywania rannych żołnierzy.

Kolejną inspiracją projektantów były pszczoły, a konkretnie ich wyjątkowe umiejętności do latania z bardzo dużą prędkością i unikania niemal wszystkich napotykanych na swojej drodze przeszkód. Okazuje się, że pszczoły bardzo szybko skanują teren jaki się przed nimi znajduje. W momencie wykrycia przeszkody, owad jest w stanie bardzo szybko skręcić w innym kierunku i ominąć zagrożenie. Wynikiem prowadzonych na ten temat badań jest opracowany system BR23C, który ma być wprowadzony do samochodów Nissana. Specjalny laser skanować będzie teren przed samochodem i zdobyte w ten sposób informacje wysyłać ma do komputera znajdującego się w aucie, któro automatycznie ma skręcać.

W XXI w wielką wagę przywiązuje się do wykorzystywanych w różnych dziedzinach życia materiałów a zwłaszcza tego czy są one biodegradowalne. I w tym również mamy przykłady jak owady zainspirowały twórców. Naukowcy opracowali materiał wyjątkowo wytrzymały, twardy i wszechstronny, a w dodatku tani w produkcji, ulegający biodegradacji i dobrze się łączący z tkankami. Można go stosować w medycynie i jako ekologiczny zamiennik plastiku. Materiał naśladuje kutikulę – zewnętrzną warstwę ciała i skrzydeł licznych owadów. Tak wszechstronny materiał może mieć wiele zastosowań. Jako tani, przyjazny dla środowiska zamiennik plastiku może posłużyć choćby do produkcji worków na śmieci, opakowań i szybko rozkładających się pieluch. Jako materiał wyjątkowo wytrzymały i biokompatybilny może natomiast służyć do zszywania ran. Materiał został nazwany Shrilk. Opracowany został także materiał zwany Slips. W tym przypadku rola owadów była pośrednia. Chodzi tutaj o rośliny – dzbaneczniki. Wpadające do ich wnętrza owady nie mogą się z nich wydostać, ponieważ powierzchnia dzbaneczników jest śliska, tak jak i slips - ultraśliska powłoka, która odpycha prawie wszystkie płyny i może utorować drogę do samoczyszczących się okien, odpornych na zarysowania samochodów i stuprocentowo nieprzywierającej patelni.

Jednym z najbardziej interesujących elementów morfologii owadów są ich oczy złożone. Badaniami na ten temat zajął się fizyk Andreas Brückner. Oczy mozaikowe owadów są zbudowane z licznych oczek prostych, które składają się z mikroskopijnej soczewki oraz receptorów. Wadą tego rodzaju oka jest ograniczenie rozdzielczości przestrzennej przez liczbę pikseli, wskutek czego jest ona o wiele mniejsza niż rozdzielczość oczu zaopatrzonych w soczewkę (na przykład oczu ludzkich). Brückner stworzył niezwykle cienkie matryce światłoczułe, wykorzystując w tym celu rozwiązanie zaobserwowane u owadów. Naukowiec opracował matryce światłoczułe na wzór oczu złożonych stawonogów. Składają się one wprawdzie z zaledwie 2.500 pikseli, działają jednak tak dobrze, jak gdyby składały się z 400.000 pikseli. System ten może znaleźć zastosowanie w produkcji czujników słonecznych, które regulują klimatyzację w samochodzie.

Uważam że warto tutaj wspomnieć również o pająkach. Co prawda nie należą one do owadów, ale posiadają cenne umiejętności zarówno dla nich samych jak i dla projektantów. Jedną z tych umiejętności jest chodzenie po śliskich powierzchniach, np. szkle. Dzieje się to dzięki zakończeniom odnóży i wykorzystywaniu zasady podciśnienia. Kolejną umiejętnością jest wytwarzanie nici przędnej. Nić pajęcza jest elastyczna, nie rozpuszcza się w wodzie, jest kilkadziesiąt razy cieńsza od ludzkiego włosa i ma bardzo dobre własności mechaniczne. Może zwiększyć swoją długość o 40% bez rozerwania się. Charakteryzuje się dużą wytrzymałością mechaniczną, najwyższą wśród naturalnych włókien. Nici przędne większości pająków cechuje wytrzymałość dwukrotnie razy wyższa niż wytrzymałość stali o tym samym przekroju.

Dlatego właśnie uważam, że szukając rozwiązania jakiegoś technologicznego problemu, warto poszukać inspiracji w przyrodzie, obserwując ją i poznając.

Michał Grunt

Ochrona środowiska

Gr. 2.