«Дизайн от природы» — серия материалов о красивых и функциональных дизайн-решениях в архитектуре, транспорте и инфраструктуре разных стран, основанных на принципах биомимикрии. Биомимикрия (от греч. bios — жизнь и mimesis — подражание) — это направление дизайна, использующее природные механизмы как образец для создания инновационных решений. Материалы выходят при поддержке Samsung Galaxy S III — смартфона, объединившего современные технологии и лаконичность природных линий.

Дизайн от природы: Мангровый квартал и живой бетон в США. Изображение № 1.

 

СПИРАЛЕВИДНЫЕ НЕБОСКРЕБЫ MANGAL CITY, НЬЮ-ЙОРК

Источники вдохновения: расположение листьев на стеблях растений и мангровое дерево

Дизайн от природы: Мангровый квартал и живой бетон в США. Изображение № 2.

Дизайнерская группа Chimera заинтересовалась конкурсом на развитие квартала Hudson Yards на Манхэттене и предложила серию спиралевидных небоскребов. Проект называется Мангровый город и представляет собой «городскую экологическую систему». Каждое здание состоит из модулей-капсул, расположенных спиралевидно в соответствии с принципом филлотаксиса (порядок расположения листьев на стебле растения, отражающий симметрию в структуре побега). Эти капсулы могут двигаться, чтобы адаптироваться к окружающей среде, получать больше тепла и света.

Мангровое дерево примечательно своей способностью к структурной адаптации — оно выживает в исключительных условиях, растет в воде, добывает железо из почвы, а при засухе может экономить влагу. Также мангровое дерево служит примером адаптации, которую в человеческом мире назвали бы социальной — в воздушных корнях мангров возникают уникальные экосистемы с самыми разными обитателями.

Поэтому для проекта важна не только экологическая, но и социальная адаптация: с одной стороны, гибкая капсульная система способна встраиваться в логику соседских отношений, с другой стороны, само здание встраивается за счет своего фундамента в ритм городской жизни Манхэттена. Каждое здание расположено на приподнятом плато (по своему решению напоминающем воздушные корни мангрового дерева), в котором предусмотрены проходы для удобного передвижения потоков людей.

Дизайн-проект Mangal City. Изображение № 3.Дизайн-проект Mangal City

Дизайн от природы: Мангровый квартал и живой бетон в США. Изображение № 13.

 

РЕГЕНЕРИРУЮЩИЙСЯ БЕТОН

Источник вдохновения: кожа человека

Дизайн от природы: Мангровый квартал и живой бетон в США. Изображение № 14.

Исследователи Мичиганского университета разработали бетон, который может восстанавливаться при поломке. Разработка вдохновлена механизмом регенерации человеческой кожи: при повреждении кровь поставляет все необходимые для восстановления тканей и сосудов вещества — тот же принцип использует и бетон, в котором есть своеобразная система подачи необходимых для восстановления материалов. В составе этого бетона присутствует микроволокно, которое укрепляет его и не позволяет сильно трескаться при повреждениях. Трещины, конечно, неизбежно возникают, но они получаются гораздо более тонкими — толщиной примерно с человеческий волос.

При поломке регенерирующееся покрытие сначала заполняет трещину, взаимодействуя с воздухом — бетон поглощает влагу из окружающей среды и от этого становится более мягким и увеличивается в объеме, будто растет. Одновременно восстанавливается его прочность — ионы кальция, которые содержатся в этом бетоне, тоже взаимодействуют с углекислым газом и влагой из воздуха и образуют карбонат кальция, материал, делающий бетон более крепким.

В результате получается практически вечный бетон. Разработчики предсказывают особый интерес со стороны девелоперов недвижимости в сейсмически активных районах, где этот материал может активно использоваться при высотном строительстве. Такой бетон может также успешно применяться на взлетно-посадочных полосах и скоростных трассах.

Новый бетон отличается также повышенной гибкостью. Фото Мичиганского университета. Изображение № 15.Новый бетон отличается также повышенной гибкостью. Фото Мичиганского университета

Дизайн от природы: Мангровый квартал и живой бетон в США. Изображение № 21.

 

ОПТИМАЛЬНАЯ СИСТЕМА КОММУНИКАЦИЙ

Источник вдохновения: лист дерева гинкго

Дизайн от природы: Мангровый квартал и живой бетон в США. Изображение № 22.

В 2010 году в обзорном журнале Physical Review Letters появилось исследование коммуникационных и электрических сетей, проведенное в Университете Рокфеллера. Ученые показали, что традиционное решение самых разных коммуникационных систем (водопровод, газопровод, электричество и т. д.) имеет древовидную структуру, т. е. обычно выглядит так: от основного потока отходят боковые каналы, от них — следующие и т. д. Главный недостаток подобной системы заключается в том, что когда в этой системе происходит поломка, то значительный ее участок перестает функционировать.

В листе гинкго прожилки расходятся веером от черенка по всей поверхности листа. Похожим образом устроены некоторые хрупкие ткани, например капиллярная сеть сетчатки, так расположены прожилки в крыльях насекомых, этот же принцип задает строение некоторых кораллов. Веерообразное решение, как в листе дерева гинкго, повышает эффективность системы в случае ее поломки. Тогда поломка на одном участке системы никак не сказывается на работе системы в целом — система работает практически в том же объеме, что и до поломки. Еще одним преимуществом такой системы оказывается ее гибкость: когда какому-то конкретному участку сети требуется больше ресурсов, ему можно поставлять их напрямую. В то же время в таком решении задействован принцип избыточности — и в результате оно оказывается в разы более затратным, чем традиционное. Тем не менее, исследователи полагают, что надежность и гибкость системы жизнеобеспечения, вдохновленной листьями гинкго, этого стоят.

Лист гинкго. Изображение № 23.Лист гинкго

Дизайн от природы: Мангровый квартал и живой бетон в США. Изображение № 25.

 

КОММЕНТАРИЙ ЭКСПЕРТА

Дизайн от природы: Мангровый квартал и живой бетон в США. Изображение № 26.

Мария Шутова,
кандидат биологических наук, сотрудник Института общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН

 

«Тысячи лет эволюции часто приводят к созданию совершенных, почти идеальных систем. Если честно, я в восторге от их "продуманности". Мы знаем о том, как работают многие из этих систем, поэтому вполне логичным шагом было бы использовать их для нужд человека. Такой принцип используется в промдизайне уже не один десяток лет, и даже первый "промдизайнер" Леонардо да Винчи знал, у кого "списывать".

Из этих проектов мне больше всего нравится дом из сот, хотя эта идея и висит в воздухе уже давно. Видимо, потому что он похож на картинки первых поселений на Луне».

Текст: Марина Анциперова