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Le merveilleux monde naturel a connu des évolutions étonnantes. De nombreux types d’objets possèdent des capacités que les humains peuvent apprendre et appliquer pour résoudre parfaitement des problèmes réels.

1. Du bec du martin-pêcheur au train à grande vitesse Shinkansen (Japon)

Lors de son premier lancement, le train à grande vitesse Shinkansen 500, lorsqu'il sortait du tunnel à grande vitesse, a créé une énorme vague de pression atmosphérique, provoquant une forte explosion, étant très bruyant, inconfortable et créant un sentiment d'insécurité pour la communauté environnante. Par conséquent, les ingénieurs sont chargés de résoudre ce problème sans modifier la vitesse et l’efficacité du train. De façon inattendue, la solution est venue... du bec du martin-pêcheur.

Selon les observations de l'ingénieur en chef Eiji Nakatsu, le martin-pêcheur peut plonger depuis les airs dans l'eau sans éclabousser, même si l'environnement aquatique est beaucoup plus dense que l'air. Le secret de cet oiseau réside dans son bec long et mince, qui lui permet de traverser des plans de différentes densités avec un minimum d'interférences. C'est pourquoi les ingénieurs ont repensé la proue du navire sur la base de la simulation du bec d'un martin-pêcheur pour résoudre le problème technique du bruit lorsque le navire sort du tunnel. Ce changement de conception aurait augmenté les performances et la vitesse tout en répondant aux exigences des normes de bruit.

2. Application "pieds de lézard"

Selon les scientifiques, c'est un miracle que les lézards puissent s'accrocher fermement à n'importe quelle surface, qu'elle soit suspendue au plafond ou sur des feuilles glissantes. Après des années de recherche, ils ont découvert que grâce aux structures microscopiques situées sur ses pattes, ce petit animal peut soutenir tout son corps sur n'importe quelle surface. En conséquence, l'orteil de chaque lézard est couvert de millions de poils minuscules, dont chacun se ramifie en centaines de poils encore plus petits. Ce qui est plus miraculeux, c'est que les lézards peuvent facilement séparer les forces de préhension en modifiant l'angle de leurs pieds, ce qui leur permet de se déplacer de manière extrêmement flexible et rapide.

En utilisant la microstructure des pattes de lézard, les scientifiques ont créé une « bande de gecko » expérimentale capable de résister à une gravité importante sans laisser de résidus. Le principe du « pied de gecko » est également appliqué pour développer des robots grimpeurs capables d'inspecter des appareils dans des positions difficiles ou des appareils médicaux qui doivent être fixés temporairement sans laisser de résidus. Récemment, des chercheurs ont également développé du ruban chirurgical capable de remplacer les sutures grâce à ce principe.

3. Structure cutanée unique du requin : une barrière naturelle empêche les bactéries

Inspiré par la structure unique de la peau des requins, l'ingénieur Anthony Brennan a développé une surface à motifs appelée Sharklet, qui réduit la pénétration bactérienne et empêche jusqu'à 85 % l'adhérence sur les surfaces lisses. Cette surface à motifs est utilisée sur les poignées, les instruments médicaux et les pavés tactiles dans les hôpitaux comme moyen naturel de lutter contre les bactéries.

Selon les recherches, la peau du requin est recouverte de millions de petites écailles en forme de V qui ressemblent à des dents, créant une surface rugueuse qui empêche les bactéries, les micro-organismes et les algues d'y adhérer. Ainsi, tel un bouclier naturel, cette peau brise la fine couche d’eau dans laquelle résident les bactéries et les micro-organismes, les rendant ainsi facilement éliminés par l’eau.

4. Des nageoires de baleine à la production d’énergie éolienne

Saviez-vous que pour produire des turbines qui génèrent de l'énergie à partir du vent, même à des vitesses de vent très faibles, les scientifiques ont simulé les principes de fonctionnement des nageoires, des nageoires et de la queue des baleines ? Selon les observations, bien que les baleines à bosse soient de taille géante, elles ont la capacité de nager extrêmement rapidement et avec souplesse. Ils peuvent même effectuer des virages serrés ou des fentes puissantes pour chasser facilement leurs proies.

Pour expliquer cela, les scientifiques ont passé de nombreuses années de recherche et ont découvert que ce sont les bosses, également appelées bords rugueux, situées le long du bord avant des nageoires des baleines qui les aident à contrôler leur corps, même sous des angles d'accélération, qui peuvent provoquer une perte d'équilibre. Après cette découverte, « l'effet de bord grumeleux » des nageoires, des nageoires et des queues incurvées des baleines a été appliqué aux éoliennes, aidant ces éoliennes à fonctionner plus facilement, réduisant la pression sur la structure et évitant le « blocage » lorsque la pression du vent diminue.

5. "Climatiseur" des termitières

La naissance de nombreux bâtiments économes en énergie a marqué la transformation de l’inspiration de la structure magique des termitières en vie. Selon les observations, sous la chaleur de plus de 38°C dans les savanes arides d'Afrique, la température interne des termitières reste très stable, assurant la prolifération et le développement de l'ensemble de la colonie de termites. Ils disposent d’un « climatiseur » naturel grâce à un réseau de tunnels, de bouches d’aération et de cheminées qui facilitent la ventilation. Par conséquent, l’air chaud sera libéré par les cheminées centrales tandis que l’air plus frais sera aspiré par les tunnels situés près de la base de la tour et refroidis par le sol environnant.

S'inspirant des structures de termitières, les architectes ont conçu de nombreux bâtiments intelligents pour économiser l'énergie. Par exemple, le centre Eastgate à Harare, au Zimbabwe, a simulé une structure de termitière pour réduire la dépendance à la climatisation, économisant ainsi de l'énergie tout en garantissant une température stable et confortable pour les résidents.

6. Appliquer des méthodes naturelles de nettoyage des feuilles de lotus

Les feuilles de lotus ont la capacité de s'auto-nettoyer grâce à une micro et nano-structure hydrophobe recouverte d'une couche de cire. Par conséquent, lorsque l’eau tombe sur la feuille de lotus, l’eau se condense en perles sphériques et lorsque ces gouttes d’eau roulent sur la surface de la feuille, elles ont pour effet de laver la saleté et les polluants, gardant ainsi la feuille de lotus propre. De plus, grâce à cette structure, les feuilles de lotus ont également la capacité de résister aux bactéries qui adhèrent à la surface.

Inspirés par « l’effet feuille de lotus », des scientifiques ont développé des peintures, des verres et des tissus autonettoyants. En conséquence, ils ont créé des revêtements qui simulent la surface super hydrophobe des feuilles de lotus, permettant à l'eau de pluie d'éliminer la saleté ou rendant les vêtements résistants aux taches, contribuant ainsi à réduire les produits chimiques de nettoyage agressifs, contribuant ainsi à la protection de l'environnement.

7. Colle inspirée des palourdes

Pour créer une colle capable d'adhérer étroitement aux surfaces humides et rugueuses, les scientifiques ont appris de la structure des palourdes, des animaux qui ont la capacité d'adhérer étroitement à tous les types de surfaces sous-marines. En conséquence, les moules ont des fils de soie ancrés par des plaques. En contenant des protéines riches en DOPA, un acide aminé capable de se lier en présence d'eau, ces plaques permettent aux moules d'adhérer fermement aux roches, métaux ou plastiques. En simulant la structure d'adhésion des moules, les scientifiques ont développé une colle capable d'adhérer aux surfaces de l'environnement aquatique, qui peut être utilisée pour réparer les navires ou à des fins médicales. Par exemple, il peut s'agir d'adhésifs chirurgicaux pour tissus internes humides ou d'adhésifs pour implants médicaux et matériaux de réparation osseuse.

8. Les ailes de papillon sont durables

En étudiant les ailes bleues irisées du papillon Morpho, les scientifiques ont découvert que ces couleurs sont créées grâce à des nanostructures microscopiques sur les écailles des ailes qui aident à contrôler la lumière : les longueurs d'onde bleues sont renforcées et réfléchies tandis que les autres longueurs d'onde peuvent s'annuler, créant des couleurs étincelantes qui changent selon l'angle de vue.

Cela a créé une nouvelle source d’inspiration créative pour le domaine des matériaux. Les ingénieurs travaillent à la création de colorants incolores qui conservent leur éclat durable, de fonctions de sécurité optique pour empêcher la contrefaçon ou d'écrans de projection qui affichent des images sans le rétroéclairage coloré traditionnel.

9. Tentacules de poulpe et robots à bras flexibles

À leur apparition, les robots avaient souvent une forme plutôt rude et lourde avec des mains rigides. Cependant, en s'inspirant des tentacules flexibles des poulpes, les scientifiques ont développé des robots aux mains douces, capables de tenir des objets fragiles ou même d'opérer en toute sécurité sous l'eau.

Selon les observations, les poulpes ont des « mains » extrêmement habiles, qui les aident à saisir, explorer et ressentir les choses grâce à des ventouses spéciales. Ces tentacules ont un mécanisme d’action complexe, permettant à la pieuvre de s’agripper temporairement avec précision à des surfaces humides, rugueuses ou lisses. En recherchant et en apprenant du mécanisme des tentacules de la pieuvre, les scientifiques espèrent pouvoir appliquer ces « tentacules » dans la production d'outils chirurgicaux, d'outils sous-marins ou de bras robotiques pour des industries manufacturières sophistiquées.

10. Application grâce à la langue magique du caméléon

En étudiant la langue miraculeuse des caméléons, des scientifiques de l'Université de Floride du Sud ont découvert que grâce aux muscles enroulés autour d'un os effilé à l'intérieur de la langue, stockant l'énergie élastique, les caméléons peuvent projeter leur langue vers l'extérieur à des vitesses allant jusqu'à 5 m par seconde. Ce « mécanisme de tir de langue » a inspiré les ingénieurs dans leurs recherches sur les outils médicaux et la robotique. En cas de succès, de minuscules dispositifs basés sur des mécanismes à tir rapide comme des lames de gecko pourraient éliminer les caillots sanguins des vaisseaux sanguins délicats. En robotique et dans l’espace, des systèmes similaires pourraient aider à collecter les débris lors des effondrements de bâtiments ou à capturer des objets en apesanteur.