سجاد خال من النفايات مستوحى من أرض الغابة، منتجات خفيفة لكن قوية من وحي تركيبات لولبية في الأشجار، لون من دون أصباغ مستلهم من الفراش، هذه بعض الأفكار الخلاقة التي استوحاها مصممون من الطبيعة

خلايا شمسية كورق الشجر

تنتج الخلايا الشمسية التقليدية طاقة متجددة، لكن ليس من دون ثمن. فصنع ألواح السيليكون ينتج مخلفات سامة ويتطلب مقادير عالية من الطاقة. وقد تم ابتكار طريقة جديدة لصنع خلايا شمسية حساسة للأصباغ تحاكي التمثيل الضوئي photosynthesis  في ورق الشجر، باتت مؤخراً منافسة للخلايا الشمسية التقليدية من حيث الكفاءة والكلفة.

خلافاً للخلايا الشمسية التقليدية، فإن الخلايا الحساسة للأصباغ (تدعى أيضاً خلايا غريتزل) تعمل بطريقة ورق الشجر، فتلتقط طاقة الشمس بواسطة صباغ، حتى على زوايا الظلال. وهي تُصنع من دون مخلفات سامة، وعلى درجات حرارة منخفضة، ويمكن تكييفها أو دمجها في السطح الخارجي للمبنى (مثل النوافذ الشفافة وشبه الشفافة).

سجادة بلا نفايات مستلهمة من أرض الغابة

ما علاقة الغابات بمئات ملايين الأمتار المربعة من السجاد (الموكيت) المستهلك التي تطمر كل سنة؟

كان مصممو «إنترفايس»، إحدى أكبر شركات صنع السجاد في العالم، ينظرون الى أرض إحدى الغابات، عندما أعطتهم فكرة ثورية لحل مشكلة مستعصية بشأن «بلاط» السجاد. وعلى رغم أن استخدام بلاط السجاد يخفض مخلفات السجاد الكبير الحجم، فإن معظمه يصنع بأنماط وألوان موحدة المقاييس، ما يجعل إبدال بلاطة تالفة أمراً صعباً، وغالباً ما تبرز البلاطة المستبدلة داخل السجادة. لذلك فإن وجود بلاطة تالفة واحدة قد يعني ذهاب السجادة بكاملها الى المطمر.

بعد النظر الى أرض الغابة، سأل المصممون أنفسهم: لماذا لا نصنع بلاط السجاد بأنماط وألوان عشوائية، مثل الأوراق والأغصان المتساقطة في الغابة. فالسجادة في هذه الحال تبدو كأنها غير مدروزة، ما يسهل إصلاحها ومتابعة استعمالها.

هذه الطريقة الجديدة المستوحاة من أرض الغابة تطيل عمر السجاد وتوفر الطاقة والمواد التي كانت ستستعمل لاستبداله. كما أن الطريقة والمواد التي تدوِّر بها الغابة أوراقها وأغصانها المتساقطة ألهمت الشركة وجعلتها رائداً في إعادة تدوير السجاد، إذ انها تستقبل أطناناً من السجاد سنوياً لتصنع منه سجادها الجديد.

أوزان أخفّ بتقليد النمو التكيفي للأشجار

تنمو الأشجار بطرق عدة تعزز قوتها، كأن تنظم أليافها بشكل يقلل الاجهاد، وتضيف مواد في الأماكن التي تحتاج الى قوة (انظر مثلاً الى الزوائد تحت غصن ثقيل). وبالمقارنة، فإن العظام، التي تختلف عن الأشجار في أنها تحمل أوزاناً متحركة، تزيد على ذلك أنها تزيل مواد من أماكن لا تحتاجها فيها، وتقوي بنيتها حيثما تحمل أوزان عملها المتحرك.

هذه الدروس وغيرها، المكتسبة من الطريقة التي تزيد بها الأشجار والعظام قوتها وتقلل استعمالها للمواد، أدخلها مهندسون في برامج تصميم إلكترونية مثل برنامج Claus Matteck - Soft Kill Option  فأحدثت ثورة في التصميم الصناعي. مثال على ذلك استعمال شركة مرسيدس هذه البرامج لتصميم قطع سيارات وسيارات كاملة، ما جعل طرازاتها الجديدة في درجة أمان من التحطم مثل السيارات التقليدية، ولكن أخف وزناً بنسبة 30 في المئة.

منتجات خفيفة وقوية من وحي لولبية الأشجار

يستهلك صنع قارورة المياه الجديدة التي تنتجها شركة Unicer  كمية من البلاستيك أقل مما يستهلكه صنع القارورة السابقة، فيما تبقى قويـة مثلها. لتصميـم القارورة، استلهم مصممو يونيسر تركيبات لولبية توجد عـادة في الأشجار، علموا بها من خلال الموقـع الإلكتروني www.AskNature.org  وهو قاعدة بيانات على الانـترنت لاستراتيجيات تصاميم الطبيعة. ويُعتقد أن الأشكال اللولبية في الأشجار تحسن الأداء الميكانيكي تحت الضغط والاجهاد. وقد عدل مصممو الشركة الفكرة بأن طوروا تركيبات لولبية تختلف زوايا ميلانها وفق مقدار القوة الأفقية والعمودية اللازمة عند تقوس سطحي معين في القارورة. يوفر هذا التصميم 250 طناً من المواد الأولية سنوياً، فضلاً عن الطاقة التي كانت ستستهلك لإعادة تدوير البلاستيك من أجل صنع قوارير جديدة.

مستقبل خال من الوقود الأحفوري مستوحى من ورق الشجر

الدافع الخفي الذي يجعل ذرات الهيدروجين تتحد مع ذرات أخرى هو مثير للاعجاب، كما أنه متعدد الاستعمالات. فذرات الهيدروجين تحافظ على شكل الحمض النووي DNA في أجسامنا، كما أنها تستعمل كوقود لإطلاق الصواريخ الى القمر. وقد يحل الهيدروجين يوماً مكان الوقود الأحفوري في المجتمع العصري، مخلفاً بخار ماء فقط. ولكن لإنتاج الهيدروجين ما زلنا بحاجة الى استعمال الوقود الأحفوري لتشغيل التفاعل الذي يعزل ذرات الهيدروجين عن الذرات الأخرى المتحدة معها.

لون بلا أصباغ مستوحى من فراش الغابات

الأصباغ الاصطناعية، التي نصنع بها لوناً في الدهانات والمنتجات البلاستيكية وغيرها، غالباً ما تتكون من معادن ثقيلة يتم استخراجها من باطن الأرض، أو مواد كيميائية أخرى تسمم صحة الإنسان والبيئة. وقد تم مؤخراً استلهام طريقة بديلة لصنع اللون من الأجنحة الفاتنة لفراشات مورفو الزرقاء (Morpho spp.). وهي فراشات تعيش في أميركا الوسطى والجنوبية، وترسل إشارات في ما بينها ضمن موائلها الغابية باستعمال أجنحتها القزحية اللون. والواقع أن لونها الفاتن ليس ناتجاً من أصباغ، بل لا وجود للون في هذه الأجنحة، وإنما ثمة «حيلة» ضوئية تخلقها طبقات شفافة ميكروسكوبية على حراشف الأجنحة، تقوم بإزالة الموجات الضوئية غير الزرقاء المنعكسة فيما تعزز الموجات الزرقاء. والحقيقة أن ما يدعى «اللون التركيبي» شائع في أنحاء العالم الطبيعي.

شاشات الهواتف الخليوية الجديدة وغيرها من الأجهزة الإلكترونية المستوحاة من أجنحة الفراش (مثل تلك التي تصنعها شركة Qualcomm) تكون مرئية بوضوح في ضوء الشمس الساطع، ولا تستعمل إلا جزءاً من طاقة بطاريات الشاشات التقليدية. وقد أنتجت L’Oreal مستحضرات تجميل خالية من الأصباغ تأتي ألوانها من تركيبات غير مؤذية تحاكي تشكيلات موجودة في الطبيعة. في يوم ما، قد تكون قادراً على تغيير لون جدران منزلك بتحريك قرص مرقّم.

«مدن سخية» من وحي نُظُم الغابات

كادر