仿生设计重塑未来的六种方式

究竟如何将阳光和水转化为可用能源？如果可以向地球上的任何生物提出这个问题，那么你可以直接向树叶提出这个问题，而不是向生物学家或化学家或任何其他人提出这个问题。这就是仿生学的目标：将人类的问题问大自然“你将如何解决这个问题？”而且，这些问题正在越来越多地改变一切，从能源到信息技术，再到我们建设城市的方式。

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要想了解一片树叶如何发挥其魔力，就去麻省理工学院丹尼尔·诺塞拉博士的实验室看看吧。昨天，诺塞拉的团队宣布他们已经创造出了第一片实用的“人造树叶”，这是一种合成硅装置，它像天然树叶一样利用阳光将水分解成氧气和氢气，供燃料电池使用。诺塞拉的树叶并非光合作用的完美模仿——例如，它需要从地球中提取镍和钴等材料，以及刺激反应的催化剂，否则这些反应不会自行发生。但它表明，人类解决大问题的方式正在发生转变，他们从大自然中寻求巧妙的解决方案，而不是让自然界屈从于他们的意志。

自然界比人类早 45 亿年出现，已经开发出一些巧妙的机制来解决重大问题，而这种自然智慧不仅仅为人们提供了新的能源生产方式。它正在缓慢但稳步地影响着一切，从急诊室的设计方式到数据网络的通信方式。它要求电网像蜜蜂一样运作，企业管理资源就像珊瑚礁管理卡路里一样。真的。

华纳巴布科克绿色化学研究所的约翰·华纳博士说：“仿生学是一种很好的设计方法，它能让我们了解大自然的运作方式。我认为，几个世纪以来，人类在试图按照自己的意愿改变材料和事物时，已经变得有点自负了。”

华纳和他的同事们是仿生学的科学专家，仿生学是生物学和设计学的结合。作为一名绿色化学家，他和他的实验室开发出新的环保材料，这些材料通常借鉴自然过程。在华纳的世界里，许多人造化学中固有的热量、高压和有毒添加剂都消失了，取而代之的是更接近自然创造材料的方式的工艺。

另一方面，工程师们正在寻找新的、更好的设计材料。两者之间的对话越来越密切，部分原因是环保意识增强，但更重要的是迫切需要解决宏观层面上的重大、总体问题。

以诺塞拉的叶子为例：鉴于全球能源（和环境）危机迫在眉睫，利用充足（可再生）的水和阳光发电可以解决许多自然和人为的巨大问题。答案就在叶子中，几千年来一直如此——以可行、经济可行的方式解锁这种自然机制，你就得到了从环境到人道主义再到地缘政治等各种问题的完美解决方案。

“当你思考自然界时，你会发现自然界在多样性和复杂性方面都胜过我们，但这一切都是在常温、低压下实现的，主要使用水作为溶剂。”沃纳说。通过帮助人类更像一片树叶（或一个蚁丘、一棵 1200 年的橡树或一个细菌群落）一样思考，仿生学正在利用数十亿年的领先优势，为人类发明带来同样的复杂性和多样性。

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