לא בכל יום חופשת צלילה סוללת את הדרך לחידוש טכנולוגי אפשרי, הרבה פחות כזה הכרוך בשעוות אוזניים. ובכל זאת, זה בדיוק מה שקרה אצל אלכסיס נואל.
המועמדת לתואר שלישי בהנדסת מכונות במכון הטכנולוגי בג'ורג'יה תיארה את מסע הצלילה שלה, את האוזן סתומה במים לאחר מכן של החבר שלה ואת האשם - שעוות אוזניים - שהשאיר את המים שנלכדו מאחורי עור התוף שלו לפרופסור שלה, דייויד הו. תוך זמן קצר השניים עסקו בדיונים מפורטים על החומר הדביק.
ואז זה פגע: מה עוד ניתן ללמוד משעוות אוזניים?
מסקרן, נואל מסביר כי החומר השעווה "מתוח ועוצב" ברציפות לצורות שונות כתוצאה מתנועות לסת המאלצות את תעלת האוזן להתהפך בין צורות אליפסה ועגולות. שינויים אלה בסופו של דבר שברים את שעוות האוזן, ובסופו של דבר גורמים לו לנשור מהאוזן שלך (גם אם בחתכים זעירים, כמעט שלא נראים).
כשמדובר ביכולת של שעוות אוזניים לסנן חלקיקי אבק, היא אומרת שהיא מסננת אבק היטב לפני שהיא יוצאת מהאוזן. תהליך זה מתחיל כאשר שעוות אוזניים מצפות שערות אוזניים ויוצרות מבנה דמוי רשת. המבנה הזה, היא מסבירה, הוא "סביר מאוד להניח" שנמצא בתוך אוזני היונקים וממלא תפקיד באיסוף האבק.
"כאשר אוויר מסתובב בתוך האוזן ומחוצה לה, חלקיקי האבק תופסים את הנוזל הדביק", אומר נואל. שעוות האוזן בסופו של דבר רוויה באבק, וגורמת לו לשבר ואז ליפול מהאוזן.
בדרך כלל אנשים שומרים שעוות אוזניים לספוגות כותנה. אבל נואל תהה, האם יכול להיות שיש בזה שימוש מעשי מחוץ לתעלת האוזן?
נואל אומר סינון אוויר ביתי, "נואל אומר על יישום אפשרי אחד, המתייחס ליחידות AC ומסנני אוויר ניידים. "פילטר דמוי שעוות אוזניים עשוי להימשך זמן רב יותר מזה המסנן המסורתי."
היא והחוקרת שלה אז לתואר ראשון זאק זכוב החלו לבחון את תכונות הנוזלים של שעוות אוזניים של חזיר, כלב, כבשה וארנב. לימוד שעוות אוזניים מבעלי חיים, במקום אנושי, פירושו הימנעות מכמויות הניירת הגדולות הנדרשות עבור האחרונים, מה שמאפשר להם להגיע לעבודה הרבה יותר מוקדם. הציפייה שלהם הייתה שתכונות הנוזלים ינועו בין כל חיה, אך מה שגילו היה מפתיע.
אלכסיס נואל וצוותה אסף ולמד דגימות שעוות אוזניים מבעלי חיים שונים. (א. נואל, ז. זאכוב וד. הו, ג'ורג'יה טק) "אספנו דגימות מבעלי חיים מתים ממעבדה אחרת בשיתוף ג'ורג'יה טק", אומר נואל. היא מסבירה כי צמיגות שעוות האוזניים שלהם הייתה "זהה בין אם זה היה מארנב זעיר או חזיר גדול. תכונות הנוזלים היו זהות. "ללא קשר לזהם (צואה, לכלוך, אבק וכו '), שעוות האוזן המשיכה לזרום בתוך האוזן.
נואל מצא את זה מעניין כי שעווה אוזניים של בעל חיים גדול היא בעלת אותם תכונות כמו קטנה יותר, אך היא לא הופתעה לחלוטין, בהתחשב בכך שנוזלים כמו ריר או דם נותרו בדרך כלל עקביים בכל בעלי החיים.
כעת, כשהוא מצויד במידע על תכונות הנוזלים של שעוות אוזניים, נואל מתכננת להעריך את יכולת החזקת האבק המרבית של שעוות אוזניים - אנושית ובעלי חיים. היא סקרנית לגבי "כמה אבק נדרש כדי להגיע למצב המתפורר הזה."
ואז מגיע חילוץ נתונים. "נבדוק את נקודת השבר עבור דגימות שעוות אוזניים עם ריכוזי אבק משתנים, " היא מסבירה. "אנו נוסיף אבק לדגימות שעוות אוזניים, נבחן אם מתרחש שבר, ונמצא את נקודת השבר לעומת ריכוז האבק." נואל מוסיף כי הדבר עשוי לספק מידע על אורך החיים של מערכות סינון עתידיות.
שעוות אוזניים אנושיות יעילות באיסוף אבק מכיוון שהיא יוצרת רשת סביב שערות אוזניים. (א. נואל, ז. זאכוב וד. הו, ג'ורג'יה טק) נוכח המחקר מתמשך, מסמר יישומים פוטנציאליים, בנקודת זמן זו, מוקדם מעט, מסביר נואל. היא ממשיכה לדמיין מערכת סינון אוויר ביתית המשלבת חומר דמוי שעוות אוזניים המותאם למקסימום קיבולת האבק ונקודות שבר. ובכל זאת הגלגלים שלה מסתובבים. כחובבת שטח מושבעת, היא אומרת שהיא "תאהב שיום אחד יוחל על יישום שטח כלשהו".
בת רטנר, מנהלת המנהל של מיסולה, המכון הביומימיקרי במונטנה, שמחה ללמוד על מחקריו של נואל.
"אנו תמיד שמחים לשמוע על מעורבותם של מדענים בהזדמנויות מחקריות חדשות ואיך הם יכולים לעודד טכנולוגיות יצירתיות ובר קיימא", אומר רטנר. "זה מרתק במיוחד שמדובר בשעוות אוזניים, משהו שכולנו חיים איתו כל יום אך לעתים רחוקות חושבים עליו. אני מקווה שיום אחד נספר לקוראינו באתר AskNature.org על מסנני אוויר היי-טק בהשראת שעווה אוזניים, לצד פילטרי מים בהשראת חלבון לוויתן ו חלבוני אקפורין. "
AskNature.org הוא אתר מכון ביומימיקרי המאפשר לקהילה למצוא, לאצור וליצור אסטרטגיות ופתרונות עיצוב בר-קיימא, כולם בהשראת הטבע.
בסיום Biomimicry 3.8 - ארגון אחותו של המכון - מארק דורפמן עבד ככימאי ביומימיקרי במשך 10 שנים. המחקר שעווה אוזניים של נואל גורם לו לחשוב על מדוזות, על כל הדברים.
כשמדוזות שואבות את גופם, הוא מסביר, הם מייצרים מערבולות שיוצרות זרימה ספציפית. פירוש הדבר הוא שמערכות סינון אבק עתידיות עשויות לכלול צינורות דמויי עוקץ תלויים, הפועלים בד בבד עם חומרים דמויי שעוות אוזניים, והכל במאמץ לכוון, ללכוד ולסנן חלקיקים כראוי.
דורפמן הסתקרן גם במאפייניו המתפוררים של שעוות אוזניים, שלדעתו עשויים להניב ערך מסחרי פוטנציאלי.
"תהליכים תעשייתיים הם לרוב רציפים ולא אצווה, ולכן כיבוי פעולות למערכות סינון נקיות זה משהו שמנהלי הפעילות מנסים להימנע מהם", הוא אומר. "לכן הרעיון של חומרים דביקים הלוכדים חלקיקים מוטסים לא היה לעתים קרובות אפשרות רצויה להמשיך. עם זאת, אם החומר הדביק ישנה את תכונותיו לאחר הרוויה בחלקיקים כך שהוא ייפול מכל מצע דמוי רשת אליו הוא מחובר, אני חושב שזה עשוי לעניין עניין מחודש כפתרון בר-קיימא. "
גם הגלגלים של דורפמן מסתובבים.
"יתכן שיש מערכת בה מוחל חומר בשכבת שעוות אוזניים בשכבות, כך שכשכבה פני השטח מתרוויה ונופלת, נחשפת שכבה חדשה לוכדת חלקיקים, " הוא אומר. "אני עדיין נדהם מהעובדה שהטבע חושף תמיד אסטרטגיות חדשות ומפתיעות לפתרונות מעוררי השראה לאתגרים תעשייתיים מודרניים."
אצל נואל החיפוש אחר פתרונות בטבע לא מסתיים בשעווה אוזנית. היא בחנה את לשונות החתול. נואל אפילו היה בר מזל לצפות בלשונו של נמר, נסיבה שהתעוררה לאחר שנמרו של גן החיות באטלנטה, קאווי, נפטר בסוף השנה שעברה.
לשונות החתול מכוסות בקוצים גמישים התופסים סבכים בפרווה ומרטרים אותם זה מזה. מחקר של כוחות ניקוב נכנס לתמונה עם כל זה, אומר נואל.
"אנו מדמיינים איזשהו יישום מברשות ייחודי וניקוי קל לניקוי שיגיע מהעבודה הזו עם שפת החתול", אומר נואל. "אני יכול לדמיין מברשת אנושית או חיית מחמד בקלות, אך נבחן יישומים אלטרנטיביים כמו טכנולוגיות לניקוי שטיחים."
כל המחקר הזה בהחלט מעניין, בלשון המעטה. לאן זה הולך מכאן?
בואו נגיד שבהחלט נשמור על האוזן לפרטים עתידיים.
