פיתוח טכנולוגיות בהשראת ממלכת בעלי החיים

ד"ר בת-אל פנחסיק, מביה"ס להנדסה מכנית, הפקולטה להנדסה באוניברסיטת תל אביב, לומדת מחרקים וזוחלים איך לפתור בעיות של איסוף והובלת מים, הדבקה הפיכה ותנועה בתנאים מאתגרים.

החוקר מאחורי המחקר

במעבדה של ד"ר פנחסיק Biomimetic Mechanical Systems and Interfaces מתמקדמים בביומימטיקה. כלומר, לומדים מאופן פעילותן של חיות בטבע, למשל חרקים וזוחלים, על מנת למצוא פתרון לבעיות אנושיות. את הפתרונות הטבעיים מתרגמים לשימוש בחומרים חכמים שהופקו במעבדה, ומנגנונים פיסיקליים והנדסיים, למשל רובוטים, שמחקים את פעולות החרקים והזוחלים

 

לקבל השראה מהטבע לפתרון בעיות אנושיות

חיות בטבע מתמודדות עם בעיות קיומיות רבות הנובעות מאתגרים סביבתיים כגון: כיצד לשרוד בתנאים מדבריים? איך ניתן ללכת מתחת למים באיזורים רטובים? כיצד להעביר נוזלים ממקום למקום בצורה יעילה? כיצד להישאר נקיים בסביבה בוצית? בטבע ניתן למצוא פתרונות חכמים לבעיות אלו. פתרונות אלו התפתחו לאורך האבולוציה והתייעלו כך שכבר בגדלים קטנים מאוד, ננומטריים, ניתן לראות שימוש נפלא בצורה ובחומר, אשר משפיעים על התכונות המאקרוסקופיות.

 

דוגמא מרתקת היא של חיפושית שחיה במדבר נמיב (מדבר באפריקה הדרומית) אשר משתמשת בטל הבוקר על מנת להרוות את צימאונה. הגב שלה מכוסה במבנה מיוחד של בליטות מיקרומטריות שמושכות אליהן מים ומרכזות אותם בטיפות מסודרות. הטיפות הללו גדלות, מתחברות אחת לשניה ובשלב מסויים מתגלגלות אל פה החיפושית. למעשה, החיפושית אינה עושה שום פעולה אקטיבית- איסוף המים מתרחש בגלל תכונות פני השטח שעל גבה, עם קצת עזרה של הרוח. לטאות מסוימות אף משתמשות במנגנונים מתוחכמים על מנת לשנע מים מגבן אל הפה. הן מכוסות בקשקשים היוצרים רשת דו-מימדית על גבן. הרשת היא למעשה דיודה לנוזלים - מאפשרת הולכת המים בכיוון אחד - היישר אל תוך הפה.

 

לחקות את הטבע 

"במעבדה החדשה שלנו, אנו מבקשים להבין את המנגנונים מאחורי הפתרונות החכמים מהטבע: מה הם החומרים המשמשים את החרקים והלטאות? מה מיוחד בפני השטח שלהן, שמאפשר פתרונות יעילים לאתגרים סביבתיים? אנחנו שואפים ללמוד מחיות אלו על מנת לפתח חומרים חדשים ומערכות שמחקות את הפעולות הללו בהצלחה. באופן אידיאלי - אנו שואפים לא רק לחקות אלא גם להתעלות ולהרחיב מעבר למה שהטבע מציג לנו. מאחר והטבע מורכב, הדרך להבין אותו חייבת להיות רב-תחומית. מסיבה זו הצוות שלנו הוא רב תחומי ומורכב ממהנדסים מכניים, פיסיקאים, כימאים ומהנדסי חומרים" מסבירה ד"ר פנחסיק.

 

תקריב של רגל חיפושית רגע לפני המגע עם טיפת מים

בתמונה: תקריב של רגל חיפושית רגע לפני המגע עם טיפת מים.

 

אלה שמתאהבים בבעיה הם אלה שממציאים לה פתרון

אוניברסיטת תל-אביב, ת.ד. 39040, תל-אביב 6997801
UI/UX Basch_Interactive