वेल्क्रो से लेकर बुलेट ट्रेन तक, प्रकृति ने मानव नवाचार के कुछ सबसे प्रभावशाली करतबों को प्रेरित किया है। इस गर्मी में कोरियाई वैज्ञानिकों द्वारा विकसित एक केकड़ा जैसा, अंडरवाटर रोबोट, पीले सागर में प्राचीन कलाकृतियों की खोज करेगा। ड्रोन पक्षियों और मधुमक्खियों के उड़ान आंदोलनों की नकल कर रहे हैं। और, हमारा बायोमिमेटिक भविष्य उज्ज्वल दिखता है।
मुट्ठी भर शोधकर्ता अब नई रचना की एड़ी पर गर्म हैं: सिंथेटिक त्वचा।
समुद्री जानवर नेविगेट करने और अपने पर्यावरण को जीवित रखने में मदद करने के लिए अपनी त्वचा का उपयोग करते हैं। ठंडे पानी में रहने वाले डॉल्फिन वास्तव में अपने शरीर को गर्म करने और गर्म रहने के लिए मोटी त्वचा रखते हैं। ऑक्टोपस की चूसने वाली परत वाली त्वचा में न केवल लाखों तंत्रिकाएं होती हैं जो उन्हें समझदारी और समझदारी का शिकार करने में मदद करती हैं, बल्कि यह अद्वितीय रंग बदलने वाली कोशिकाओं से भी जुड़ी होती हैं जो उन्हें शिकारियों के लिए अदृश्य बना सकती हैं। त्वचा की धक्कों कि लाइन कुबड़ा व्हेल के पेक्टोरल पंख जानवर की उछाल को बढ़ाते हैं। इसलिए, वैज्ञानिकों को क्षमता दिखाई देती है।
3 डी प्रिंटिंग और कंप्यूटर मॉडलिंग तकनीक का उपयोग करते हुए, शोधकर्ता कृत्रिम-लेकिन-यथार्थवादी समुद्री जानवरों की त्वचा को एंटी-माइक्रोबियल दरवाज़े के हैंडल से पानी के नीचे के रोबोटों में उपयोग करने के लिए विकसित कर रहे हैं। जॉर्ज लॉडर, बोस्टन में हार्वर्ड विश्वविद्यालय के एक आइचथियोलॉजिस्ट और उनकी टीम ने एक शीर्ष-अंत 3 डी प्रिंटर की मदद से पहली सच्ची कृत्रिम शार्क त्वचा विकसित की है।
पिछले प्रयासों में रबर के सांचे और कपड़े शामिल थे, और शोधकर्ताओं ने नरम और कठोर दोनों घटकों के साथ सामग्री के निर्माण के लिए संघर्ष किया। शार्क की त्वचा से प्रेरित स्विमसूट्स ने 2008 ओलंपिक में धूम मचा दी थी, लेकिन लॉडर की शोध टीम ने वास्तव में पाया कि स्पीडो के फास्टस्किन II जैसे सूटों में सामग्री वास्तव में शार्क की त्वचा की नकल नहीं करती है या ड्रैग को कम नहीं करती है, क्योंकि इसमें दांतों की कमी होती है।
शार्क समुद्र के पानी के माध्यम से छोटे, दाँत जैसे दांतों के कारण उच्च गति से तैर सकते हैं जो उनकी रेशमी त्वचा को ढंकते हैं। लॉडर कहते हैं, "तैराकी के दौरान शार्क की त्वचा के प्रदर्शन की बहुत महत्वपूर्ण विशेषता है।" किसी को लगता है कि चिकनी त्वचा गति के लिए बेहतर है। लेकिन, वह कहते हैं, "जब आप एक तरल पदार्थ पर्यावरण, पानी या हवा के माध्यम से स्थानांतरित करना चाहते हैं, तो यह किसी न किसी तरह की सतह की तुलना में किसी न किसी तरह की सतह होना वास्तव में अच्छा है।"
माइक्रो-सीटी स्कैनर का उपयोग करते हुए, लॉडर की टीम ने वास्तविक मेको शार्क की त्वचा को स्कैन किया। स्कैन से, उन्होंने एक 3 डी मॉडल बनाया और एक 3 डी प्रिंटर के लिए मॉडल भेजा, जिसने एक प्लास्टिक बहुलक सामग्री बनाई हार्ड डेंटल जैसी संरचनाओं में ढके हुए मुलायम बेस के साथ। अंत उत्पाद में सैंडपापरी शार्क त्वचा का अनुभव होता है। अपने लैब में एक टैंक में, शोधकर्ताओं ने कृत्रिम त्वचा का परीक्षण किया और पाया कि इसमें 6.6 प्रतिशत की गति से वृद्धि हुई और डेंटिकल्स के बिना एक चिकनी प्लास्टिक फिन की तुलना में ऊर्जा व्यय में 5.9 प्रतिशत की कमी आई।
डेंकोल पैटर्न की एक उच्च-बढ़ाई गई छवि जो कि मेको शार्क के सिर पर पाई जाती है। (छवि: जोहान्स ओफ़नर, ली वेन, जेम्स वीवर और जॉर्ज लाउडर) 
एक शार्क के सिर पर दांत। (छवि: जोहान्स ओफ़नर, ली वेन, जेम्स वीवर और जॉर्ज लाउडर) शार्क फिन डेंटलिकल्स (छवि: जोहान्स ओफ़नर, ली वेन, जेम्स वीवर और जॉर्ज लाउडर) 
एक मेको शार्क के ट्रंक पर डेंटिकल पैटर्न (छवि: जोहानस ओफ़नर, ली वेन, जेम्स वीवर, और जॉर्ज लॉडर) "यदि आप एक स्विमिंग सूट बना सकते हैं, जिसमें एक लचीली सतह पर शार्क त्वचा के दांतों या तराजू की संरचना थी, जिसे आप पहन सकते थे और एक पूर्ण-शरीर वाले wetsuit की तरह थे, तो यह वास्तव में आपके तैराकी प्रदर्शन को बढ़ाएगा, " लॉडर कहते हैं। लेकिन, यह नई सामग्री प्राइम टाइम के लिए बिल्कुल तैयार नहीं है। उन्होंने कहा, "इस तरह की संरचना को किसी भी तरह के कपड़े में शामिल करना फिलहाल बहुत चुनौतीपूर्ण होगा।" यह अगले दशक के लिए एक उपलब्धि है।
एक शार्क की तरह की सामग्री भी जैव ईंधन के खिलाफ रक्षा की एक पंक्ति के रूप में काम कर सकती है, या जहाजों के तल पर शैवाल और बार्नाकल के संचय। अधिकांश एंटी-फाउलिंग पेंट विषाक्त है, इसलिए कृत्रिम शार्क त्वचा पर्यावरण के अनुकूल विकल्प प्रदान कर सकती है। 2005 में, जर्मनी में शोधकर्ताओं ने एक सिलिकॉन सामग्री विकसित की, जो शार्क की त्वचा से प्रेरित थी, जिसने बार्नकल निपटान को 67 प्रतिशत कम कर दिया था। फिर, 2008 में, इंजीनियर एंथनी ब्रेनन ने एक समान दृष्टिकोण लिया, जिससे शार्कलेट नामक एक सामग्री का निर्माण किया, जिसमें एक डेंटिकल जैसी बनावट है और चिकनी सतहों पर 85 प्रतिशत सामान्य शैवाल आसंजन को रोकता है। शार्कलेट को चिकित्सा उपकरणों और अस्पताल की सतहों पर भी लागू किया गया है। अस्पतालों और यहां तक कि सार्वजनिक बाथरूमों में, बैक्टीरिया एक व्यक्ति से दूसरे व्यक्ति में आसानी से फैल सकता है, इसलिए इन दरवाजों के घुटनों और उपकरणों को एक ऐसी सामग्री में कोटिंग करना जो बैक्टीरिया का प्रतिरोध करता है, संक्रमण को कम कर सकता है।
उत्तरी कैरोलिना के ड्यूक विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक एंटी-फ़ॉउलिंग सामग्री भी विकसित की है जो उत्तेजित होने पर जानवरों की त्वचा की तरह जुड़वाँ या झुर्रियाँ (इस मामले में, एक मक्खी के स्पर्श में एक घोड़ा सबसे अच्छा सादृश्य हो सकता है)। इंपीरियल कॉलेज लंदन का एक और समूह सूक्ष्म धक्कों और रसायनों से अटे पाइप सामग्री बनाने की कोशिश कर रहा है जो पानी को पीछे छोड़ती है - जो डॉल्फिन त्वचा से प्रेरित है।
एक डिजाइन के नजरिए से, शार्क की त्वचा का उपयोग हवाई जहाज के पंखों को अधिक ऊर्जा कुशल बनाने के लिए किया जा सकता है - एक आवेदन लॉडर भविष्य में उपयोगी साबित होता है। विमानों में डेंटिकल जैसी संरचनाओं को जोड़ने से ड्रैग को कम किया जा सकता है। इसी तरह की लाइनों के साथ, व्हेल पेक्टोरल पंख पहले से ही हेलीकॉप्टर विंग डिजाइनों को प्रेरित कर चुके हैं।
इन सामग्रियों के लिए शायद सबसे रोमांचक उपयोग, हालांकि, जैव-प्रेरित पानी के नीचे के रोबोट के विकासशील क्षेत्र में है। लॉडर कहते हैं, "हम नए प्रकार के अंडरवाटर रोबोट बनाने जा रहे हैं, जिनमें लचीले झुकने वाले शरीर हैं जो मछली की तरह चलते हैं।" कई बैटरी चालित मछली रोबोट कार्यों में हैं, और तार्किक रूप से, उनके लिए अशुद्ध शार्क त्वचा को जोड़ने से गति और ऊर्जा दक्षता बढ़ सकती है। लॉडर और उनकी टीम फिलाडेल्फिया के ड्रेक्सेल विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के साथ एक फिश रोबोट पर सहयोग कर रही है। जब से उन्होंने विभिन्न मछली प्रजातियों को देखने के लिए अपने त्वचा यांत्रिकी के अध्ययन का विस्तार किया है, और देखें कि विभिन्न पैमाने आकार और पैटर्न तैराकी को कैसे प्रभावित करते हैं।
3 डी प्रिंटिंग के साथ, वैज्ञानिक एक मछली प्रभाव तैराकी बलों पर डेंटल या स्केल पैटर्न के बारे में और भी अधिक जानने में सक्षम होंगे। “आप रिक्ति [डेंटिकल्स के] को बदल सकते हैं; आप उन्हें दो बार बाहर निकाल सकते हैं। आप उन्हें डगमगा सकते हैं, उन्हें ओवरलैपिंग बना सकते हैं, उन्हें ओवरलैपिंग नहीं बना सकते हैं, और शार्क त्वचा की प्रमुख विशेषताओं के अलावा वास्तव में छेड़ना शुरू कर सकते हैं, ”लॉडर कहते हैं। ये प्रयोग वैज्ञानिकों को सही कृत्रिम खाल बनाने में मदद करेंगे।
ब्रिटेन में रीडिंग यूनिवर्सिटी के एक इंजीनियर जॉर्ज जेरोनिमिडिस कहते हैं, "यह इस समय एक तेजी से बढ़ता हुआ क्षेत्र है।" हम अभी समझने लगे हैं कि समुद्री जीवों की त्वचा कितनी एकीकृत और कार्यात्मक है। "
जेरोनिमिडिस लैब ने कृत्रिम ऑक्टोपस त्वचा विकसित की है। ऑक्टोपस त्वचा की अपनी जटिलताओं का एक सेट होता है: यह नरम, लचीला होता है और लाखों संवेदी न्यूरॉन्स से भरा होता है जो जीव को उसके पर्यावरण को नेविगेट करने में मदद करता है। इंजीनियर के सिंथेटिक संस्करण में सिलिकॉन रबर में एम्बेडेड नायलॉन फाइबर होते हैं, जो त्वचा को लचीला लेकिन आंसू प्रतिरोधी रखते हैं। यहां तक कि इसके चूसने वाले भी हैं, हालांकि ये निष्क्रिय हैं - एक वास्तविक ऑक्टोपस प्रत्येक चूसने वाले को व्यक्तिगत रूप से हेरफेर कर सकता है।
हालांकि अभी भी बहुत काम किया जाना है, भविष्य में, पानी के नीचे रोबोट को शार्क या ऑक्टोपस की संवेदी बुद्धि की गति से संपन्न किया जा सकता है। और, परिष्कृत कृत्रिम त्वचा के साथ, वे उद्यम कर सकते हैं जहां मानव नहीं कर सकते हैं - तेल फैलने के पानी के पानी को नेविगेट करने से लेकर हवाई जहाज के मलबे की खोज करने के लिए भी शायद समुद्र की सबसे गहरी गहराई की खोज कर सकते हैं।
