ผลต่างระหว่างรุ่นของ "ไบโอมิเมติกส์"
เนื้อหาที่ลบ เนื้อหาที่เพิ่ม
ล Geonuch ย้ายหน้า วิกิพีเดีย:ไบโอมิเมติกส์ ไปยัง ไบโอมิเมติกส์: ผิดเนมสเปซ |
ล เก็บกวาดด้วยสจห. |
||
บรรทัด 1:
{{เก็บกวาด}}
{{โปร}}
'''ไบโอมิเมติกส์''' (
''“Biomimicry is basically taking a decide challenge and then finding an ecosystem that’s already solved that challenge, and literally trying to emulate what you learn” “ชีวเลียนแบบ (Biomimicry) คือการเลือกปัญหาในการออกแบบขึ้นมาอย่างหนึ่ง แล้วมองหาตัวอย่างจากระบบนิเวศที่สามารถตอบโจทย์ปัญหานี้ได้ โดยพยายามเลียนแบบการแก้ไขปัญหานั้น ๆ ด้วยสิ่งที่ได้เรียนรู้จากธรรมชาติ” '''Janine Benyus'''''<ref>TCDC (Thailand Creative & Design Center). ''Biomimicry – ลอกเลียนเพื่อเปลี่ยนชีวิต. ''<nowiki>http://www.tcdc.or.th</nowiki>. 2559. เข้าถึงได้จาก: <nowiki>http://www.tcdc.or.th/articles/technology-innovation/24534/</nowiki>. (วันที่สืบค้น 3 ตุลาคม 2562).</ref>
</blockquote>
== ประวัติ ==
ช่วงแรกของการศึกษาการเลียนแบบทางชีววิทยา โดยอาศัยการศึกษาลักษณะการบินของนก เพื่อที่จะให้มนุษย์สามารถบินได้ แม้ว่าจะยังไม่ประสบความสำเร็จในการสร้างเครื่องบิน ต่อมาในช่วงปี พ.ศ. 1995-2062 Leonado da vinci ได้ศึกษากายวิภาคศาสตร์ของนกและลักษณะการบินของนก ทำการบันทึกและสเก็ตภาพที่ได้จากการสังเกต ต่อมาในปี พ.ศ. 2446 สองพี่น้องตระกูลไรท์ได้ประสบความสำเร็จในการออกแบบเครื่องบินเป็นครั้งแรกของโลก ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากการสังเกตการณ์บินของนกพิราบ และในระหว่างปี พ.ศ. 2493-2502 นักชีวฟิสิกส์ชาวอเมริกันและ Otto Schmitt ได้พัฒนาแนวคิดด้านการเลียนแบบทางชีวภาพระหว่างที่กำลังศึกษาระดับปริญญาเอก และได้ทำการพัฒนาหลักการ "Sohmitt Trigger" โดยการอาศัยระบบประสาทในหมึก (Squid) เพื่อสร้างอุปกรณ์ที่สามารถจำลองระบบชีววิทยาของการขยายเส้นประสาท <ref>Environment and Ecology. ''What is Biomimicry''. 2019. <nowiki>http://environment-ecology.com</nowiki>. 2019. Available from: <nowiki>http://environment-ecology.com/biomimicry-bioneers</nowiki>. [2019 October 3]. </ref>
== ตัวอย่างการลอกเลียนแบบทางชีวภาพ ==
ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ได้มีการพัฒนาแนวคิดการเลียนแบบจากธรรมชาติ ไม่ว่าจะเป็นการจัดเรียงตัวด้านโครงสร้าง พื้นผิว หรือแม้แต่การเลียนแบบพฤติกรรม เพื่อนำมาสร้างสิ่งประดิษฐ์ที่มีคุณสมบัติเดียวกับต้นแบบที่ใช้ เช่น
=== กุ้ง กั้ง และปู ===
สัตว์จำพวกกุ้ง กั้ง และปู (Crustacean) มีโครงสร้างชั้นนอกสุด คือ Cuticle ที่แข็งแรงสูง ที่ประกอบขึ้นจากไคติน (Chitin) สัตว์จำพวกนี้จะมีการจัดเรียงโครงสร้างเป็นระดับชั้นและซับซ้อนของสาร ทำให้มีคุณบัติเชิงกลที่ดี นักวิทยาศาสตร์จึงได้เลียนแบบเพื่อทำเป็นวัสดุคอมโพสิต เช่น การสกัดไคตินจาก Cuticle มาพัฒนาสร้างเป็นพลาสติกที่สามารถย่อยสลายได้ การศึกษาการจัดเรียงภายในของโครงสร้างเพื่อนำมาประยุกต์เป็นวัสดุทนแรงกระแทกน้ำหนักเบาหรือเสื้อเกราะกันกระสุน
=== เกล็ดฉลาม ===
[[ไฟล์:พลาคอยด์.png|thumb|ลักษณะการจัดเรียงตัวของพลาคอยด์บนผิวหนังฉลาม]]
ผิวของฉลาม (Shark skin) ถูกปกคลุมไปด้วยเกล็ดที่เรียกว่า พลาคอยด์ (Placoid scale) มีลักษณะเฉพาะที่คล้ายกับฟันซี่เล็ก ๆ เรียงกันตามแนวเฉียง พลาคอยด์ประกอบไปด้วยโครงสร้าง 3 ส่วน ได้แก่ basal plate, dentine, vitrodentine ซึ่งพลาคอยด์จะทำหน้าในช่วยลดแรงต้านทานที่เกิดจากความดัน หรือแรงเสียดสี นอกจากนี้ยังช่วยทำให้เกิดกระแสน้ำวนเล็ก ๆ ที่จะช่วยให้ฉลามสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงได้มีการนำเกล็ดของฉลามไปเป็นต้นแบบในการออกแบบชุดว่ายน้ำระดับโลก <ref>มาริสา คุณธนวงศ์. (2552). จากฉลามแห้งท้องทะเลสู่ฉลามหมุ่นแห่งโอลิมปิก. เทคโนโลยีวัสดุ, 2552 (55), 8-12. เข้าถึงได้จาก: <nowiki>https://www2.mtec.or.th/th/e-magazine/countfavor_article.asp</nowiki> (วันที่สืบค้น 3 ตุลาคม 2562)</ref>
=== ดอกคาลล่า ลิลลี่ ===▼
▲=== ดอกคาลล่า ลิลลี่ ===
[[ไฟล์:คาลล่า.png|thumb|ดอกคาลล่า ลิลลี่ที่มีโครงสร้างเกลียวที่เป็นเอกลักษณ์]]
ดอกคาลล่า ลิลลี่ (Calla Lily) มีรูปทรงเรียวยาว กลีบดอกด้านบนเรียงเป็นเกลียวคล้ายก้นหอยในลักษณะแนวดิ่ง<ref>PAX Water Technologies, Inc. ''Designed by Nature, Backed by Science''. <nowiki>http://www.paxwater.com</nowiki>. 2019. Available from: <nowiki>http://www.paxwater.com/biomimicry</nowiki> [2019 October 3].</ref> ด้วยลักษณะที่โดดเด่นนี้ จึงได้มีการออกแบบใบพัดสูบน้ำให้มีรูปทรงคล้ายดอกคาลล่า ลิลี่ เพื่อใช้เป็นตัวช่วยในการผสมน้ำ หรือช่วยในเรื่องการทำน้ำวน<ref>Biomimicry Switzerland. ''Biomimicry business intelligence''. <nowiki>https://biomimicryswitzerland.org</nowiki>. 2017. Available from: <nowiki>https://biomimicryswitzerland.org/biomimicry-business-intelligence</nowiki> [2019 October 3]. </ref> ซึ่งเกลียวกลางของดอกคาลล่า ลิลลี่ เป็นส่วนสำคัญที่ช่วยในการไหลของน้ำจนทำให้เกิดน้ำวน<ref>Mansueto Ventures, LLC. ''Biomimicry: Nature-Inspired Designs''. <nowiki>https://www.fastcompany.com</nowiki>. 2019. Available from: <nowiki>https://www.fastcompany.com/1007047/biomimicry-nature-inspired-designs</nowiki> [2019 October 3].</ref> เทคโนโลยีดังกล่าวถูกออกแบบโดย เจย์ ฮาร์มาน ผู้บริหารบริษัท PAX Scientific<ref>PAX Scientific, Inc. ''Capturing the Force of Nature''. <nowiki>https://paxscientific.com</nowiki>. Available from: <nowiki>https://paxscientific.com/leadership</nowiki> [2019 October 3]. </ref>
=== ตีนตุ๊กแก ===
ตีนตุ๊กแก (Gecko foot) หากสังเกตด้วยตาเปล่าจะมีลักษณะเป็นเกล็ด เรียกว่า ลาเมเล (Lamellae) เมื่อศึกษาโครงสร้างระดับไมโครจะเห็นว่ามีเส้นเล็ก ๆ เรียงกันเป็นจำนวมาก เรียกว่า ซีเต (Setae) แต่ละซีเตบริเวณปลายจะมีการแตกแขนงออกเล็กๆนับร้อย เรียกว่า สปาตูเล่ (Spatulae) ที่มีขนาดประมาณ 200 นาโนเมตร โดยนักวิทยาศาสตร์ได้นำโครงสร้างระดับไมโครและนาโนของตีนตุ๊กแกมาเป็นต้นแบบในการสร้าง แผ่นปิดแผลที่สามารถปิดแผลที่เปียกชื้นได้หรือแม้กระทั่งแผ่นยึดแน่นไร้กาวสำหรับผู้ที่ต้องทำงานปีนป่ายผนังหรือกระจก<ref>ศุภมาส ด่านวิทยากุล'''.''' ''วัสดุนาโน เลียนแบบสิ่งมีชีวิตในธรรมชาติ''. [ออนไลน์]. เข้าถึงได้จาก: <nowiki>https://www2.mtec.or.th/th/e-magazine/admin/upload/304_29.pdf</nowiki>. (วันที่สืบค้น 3 ตุลาคม 2562). </ref><ref>เวฬุรีย์ ทองคำ. ''โครงสร้างนาโนในธรรมชาติ ตอนตีนตุ๊กแกแสนหนึบ''. [ออนไลน์]. เข้าถึงได้จาก: <nowiki>https://sites.google.com/a/thoengwit.ac.th/reiyn-phasa-thiy-kab</nowiki>. ( วันที่สืบค้น 3 ตุลาคม 2562). </ref>
=== ใบบัว ===
[[ไฟล์:ใบบัวว.png|thumb|ใบบัว]]
ใบบัว (Lotus leaf) โครงสร้างลักษณะพื้นผิวเป็นปุ่มเรียกว่า พาพิลลา (Papilla) ภายในปุ่มนั้นมีขนขนาดเล็กในระดับนาโน ส่งผลให้เมื่อมีน้ำมาเกาะบนใบบัวมีลักษณะที่ค่อนข้างเป็นทรงกลม ไม่ติดกับพื้นผิวสามารถกลิ้งไปมาได้ พื้นผิวสามารถทำความสะอาดตัวเองได้ (Self-cleaning) เนื่องจากแรงระหว่างของเหลวและสิ่งสกปรกทำให้การไหลของของเหลวได้นำสิ่งสกปรกบนพื้นผิวออกไปด้วย จึงมีการพัฒนาวัสดุที่สามารถทำความสะอาดตนเองได้ โดยอาศัยหลักการไม่ชอบ
=== เปลือกหอย ===
[[โครงสร้างเปลือกหอย|เปลือกหอย]] (Molluse shell) ประกอบด้วยโครงสร้าง 3 ชั้น ได้แก่ ชั้นเพอเรียสตาคัม (Periustacum) เป็นชั้นที่อยู่นอกสุดและมีโปรตีนเป็นองค์ประกอบหลัก ต่อมาคือชั้นออสตาคัม (Ostacum) และชั้นเนเคอร์ (Nacre) ที่อยู่ชั้นกลางและชั้นในสุดตามลำดับ ซึ่งทั้ง 2 ชั้น มีแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO<sub>3</sub>) เป็นองค์ประกอบ โดยบริเวณที่เป็นส่วนสำคัญในการเพิ่มความแข็งแรงคือชั้นเนเคอร์ ซึ่งโครงสร้างจะมีลักษณะคล้ายอิฐและปูน ปัจจุบันมีการสร้างวัสดุที่มีแรงบันดาลใจจากเปลือกหอย เช่น super-glass และโดมกันความร้อน เป็นต้น
=== ใยแมงมุม ===
ใยแมงมุม (Spider web) ถูกผลิตขึ้นจากโปรตีนนำมาถักทอเส้นใยด้วยต่อมผลิตเส้นใย เนื่องจากมีคุณสมบัติพิเศษด้านความแข็งแรงและความยืดหยุ่นที่มากกว่าเส้นใยสังเคราะห์ ได้มีการเลียนแบบเพื่อพัฒนาเป็นวัสดุหรืออุปกรณ์ทางการแพทย์ ไม่ว่าจะเป็น อุปกรณ์เย็บหลอดเลือด ไหมละลาย แผ่นผิดแผล นอกจากนี้ยังนำมาในอุตสาหกรรมเส้นใยที่มีประสิทธิภาพสูง เช่น เสื้อเกราะอ่อนกันกระสุน เชือก และเส้นเอ็น <ref>ภิเษก ทัศนะนาคะจิตต์. (2562). ''ความลับของใยแมงมุม''. [ออนไลน์]. เข้าถึงได้จาก: <nowiki>https://www.scimath.org/article-physics/item/9817-2019-02-21-08-04-33</nowiki> (วันที่สืบค้น 3 ตุลาคม 2562). </ref>
=== หมีขั้วโลก ===
[[ไฟล์:Polar bear structure.jpg|thumb|โครงสร้างลำดับชั้นของขนหมีขั้วโลก]]
หมีขั้วโลก (Polar bear) สามารถอาศัยอยู่ในสภาพอากาศที่มีอุณหภูมิต่ำมากได้ เนื่องจากโครงสร้างของขนและผิวหนัง ซึ่งประกอบไปด้วย ชั้นของขน (Fur)<ref>World Wildlife Fund. ''Why do polar bears have white fur? And nine other polar bear facts.'' <nowiki>https://www.worldwildlife.org</nowiki>. 2019. Available from: <nowiki>https://www.worldwildlife.org/stories/why-do-polar-bears-have-white-fur-and-nine-other-polar-bear-facts</nowiki>. [2019 October 3]. </ref> มี 2 ส่วน คือ Guard hair มีลักษณะกลวงยาว ทำให้เกิดการกระเจิงของแสงไปยังชั้นผิวหนัง และส่วนของ Dense underfur เป็นขนสั้น ๆ ช่วยป้องกันไม่ให้ความร้อนหายไปจากชั้นผิวหนัง ชั้นที่สองเป็นผิวหนังที่มีสีดำ (Darkly pigmented skin) สามารถดูดซับความร้อนจากดวงอาทิตย์ และชั้นที่สาม เรียกว่า บลับเบอร์ (Blubber) เป็นชั้นที่หนาป้องกันร่างกายจากการสูญเสียความร้อนหรือทำหน้าที่เป็นฉนวน<ref>MaterialDistrict. ''PLYSKIN: INSULATION INSPIRED BY POLAR BEAR SKIN.'' <nowiki>https://materialdistrict.com</nowiki>. 2019. Available from: <nowiki>https://materialdistrict.com/article/plyskin-insulation-polar-bear-skin</nowiki>. [2019 October 3]. </ref><ref>Polar Bears International. ''Characteristics Polar bears are built for the cold.'' <nowiki>http://polarbearsinternational.org</nowiki>. 2019. Available from: <nowiki>http://polarbearsinternational.org/polar-bears/characteristics</nowiki>. [2019 October 3]. </ref> ซึ่งสามารถนำมาทำเป็นสิ่งทอจากการเลียนแบบลักษณะของขน หรือสามารถเลียนแบบโครงสร้างนี้ทำเป็นฉนวนกันความร้อนได้ <ref>Simplyscience, Wiki Kids Ltd. ''How do polar bears survive in the arctic environment.'' 2019. Available from: <nowiki>https://www.simply.science/polar-bears</nowiki>. [2019 October 3]. </ref>
== อ้างอิง ==
{{รายการอ้างอิง}}
[[หมวดหมู่:ชีววิทยาวิวัฒนาการ]]
[[หมวดหมู่:ชีวสารสนเทศศาสตร์]]
[[หมวดหมู่:เทคโนโลยีชีวภาพ]]
[[หมวดหมู่:พลังงานทดแทน]]
[[หมวดหมู่:วิศวกรรมชีวภาพ]]
| |||