Zahvaljujući biomimetici, garderoba će moći da menja boju?

Biomimetika je nova grana nauke koja pokušava da imitira biologiju i da savršene biološke principe i strukture, koji postoje milionima godina, pretoči u praktične proizvode za svakodnevni život.

U Centru za fotoniku Instituta za fiziku, u Laboratoriji za holografiju, naši stručnjaci se uspešno bave istraživanjem mlade discipline, rame uz rame sa malobrojnim kolegama iz sveta, sa kojima dobro sarađuju.

Sve kompleksne i divne strukture iz prirode naučnici analiziraju i posmatraju zahvaljujući skenirajućem elektronskom mikroskopu, pomoću koga zadiru u nanostrukture preparata biljaka i životinja koje istražuju. Zatim te strukture oponašaju u laboratoriji i pokušavaju da primene u predmetima i strukturama korisnim za svakodnevni život.

„Primer primene te tehnike u praksi je model čičak-trake ili šare na automobilskoj gumi, kao i lepkova i niz drugih stvari. Mi se bavimo delom biomimetike koja se odnosi na optiku i optičke principe koji se nalaze u prirodi, kao što se može videti na krilima leptirova i perima ptica ili morskih životinja, ili kao što je sedef u školjki“, kaže dr Dejan Pantelić, stručnjak iz laboratorije Instituta za fiziku.

Priroda - savršen inženjer

„Kroz evoluciju, priroda je stvarala zanimljive i jedinstvene materijale i strukture, kako bi sva raznovrsna bića kroz evoluciju preživela. Sada naučnici istražuju te inženjerske strukture iz prirode i koriste ih kao modele za kreiranje raznih stvari“, otkriva dr Branislav Jelenković iz Centra za holografiju Instituta za fiziku.

Jelenković objašnjava da je prvi korak upotreba skenirajućeg elektronskog mikroskopa, kako bi proučili strukturu biljke ili životinje a da, nakon toga, naši naučnici koriste specifičan sistem pomoću koga mogu da oponašaju strukture iz prirode.

Dr Dejan Pantelić, s druge strane, slikovito objašnjava da se osnova svih optičkih efekata sastoji u nizu tankih slojeva koji podsećaju na tortu i koje su slojevite. „U svetu prirode ti slojevi su tanji i služe da daju obojenost organizmu. Naš zadatak je bio da te slojeve načinimo na veštački način“.

Objašnjava da to uspevaju da urade koristeći principe holografije, tako što nateraju dva svetlosna snopa da se sudare, da putuju u suprotnim smerovima, pa se tada u prostoru formira jedan niz svetlih i tamnih zona, koje potom mogu da se zabeleže na nekom fotoosetljivom materijalu.

„Kada završite hemijsku obradu, na tom materijalu dobijate vrstu torte sa slojevima, ali oni su toliko tanki da deluju na svetlost. Koristite posebne osobine svetlosti koje daju mogućnost da njom manipulišete, da menjate njen spektar, boju, izgled“, ističe dr Pantelić, dodajući da ovi principi korišćenja prirodne optike u životu počivaju na realnim potrebama, kao što je zaštita dokumenata.

„Kada pogledate naša dokumenta poput pasoša i karti, na njima ćete naći strukture koje daju zanimljivu obojenost, a kada promenite ugao posmatranja, odjednom se promeni boja. Slično postoji i u svetu biljaka i insekata“.

Budućnost biomimetike

Jedan od primera primene optike su tkanine, a one će u budućnosti moći da imaju lepe i intenzivne boje, pa čak će moći i da menjaju boju, ali ne zahvaljujući pigmentima već njenoj unutrašnjoj strukturi. Dr Pantelić objašnjava da ćemo tako u budućnosti imati bluze koje menjaju boje i nijanse u zavisnosti od raspoloženja ili vitalnih funkcija osobe koja ih nosi. Primene se očekuju i u medicini, tehnologiji, računarstvu, a očekuje se pronalazak novih tipova senzora, kao i modifikacija postojećih bioloških tehnika.

Istraživanja su dokaz da ne mora postojati skupa fabrika da bi se dobile strukture savršene kao što su one koje je stvorila priroda. U budućnosti, naši stručnjaci se nadaju dobrom razvoju ove discipline, a raznovrsnost u prirodi navodi ih da smatraju da će istraživači u budućnosti biti ograničeni – isključivo sopstvenom maštom.