Ia bukan setiap hari bahawa percutian menyelam membuka jalan untuk kemungkinan inovasi teknologi, lebih kurang satu yang melibatkan lampin. Namun, itulah yang berlaku untuk Alexis Noel.
Calon PhD kejuruteraan mekanikal di Georgia Institute of Technology menggambarkan perjalanan menyelamnya, telinga air yang tersumbat oleh teman lelakinya itu dan telinga penyebabnya yang menyebabkan air terperangkap di belakang telinga gantungnya kepada profesornya, David Hu. Dalam masa yang singkat, kedua-dua mereka terlibat dalam perbincangan terperinci tentang bahan melekit.
Kemudian ia melanda: Apa lagi yang boleh dipelajari dari earwax?
Yang tertarik, Noel menjelaskan bahawa bahan waxy secara terus-menerus "ditekan dan dibentuk" ke dalam pelbagai bentuk akibat pergerakan rahang yang memaksa telinga telinga untuk menggigit antara bentuk bujur dan bulat. Perubahan ini akhirnya patah tulang belakang, akhirnya menyebabkan ia jatuh dari telinga anda (walaupun dalam miniscule, kepingan yang tidak kelihatan).
Apabila ia datang kepada keupayaan earwax untuk menapis zarah-zarah debu, dia mengatakan bahawa ia menapis habuk dengan baik sebelum keluar dari telinga. Proses ini bermula apabila rambut earwax melapisi bulu telinga dan mencipta struktur seperti web. Struktur ini, dia menjelaskan, "sangat mungkin" ditemui di dalam semua telinga mamalia dan memainkan peranan dalam pengumpulan habuk.
"Ketika udara beredar masuk dan keluar dari telinga, zarah debu ditangkap oleh cairan melekit, " kata Noel. Tenggorokan akhirnya menjadi tepu dengan habuk, menyebabkan ia patah dan jatuh dari telinga.
Orang biasanya menyimpan kuprum untuk swab kapas. Tetapi Noel tertanya-tanya, bolehkah penggunaan praktikal untuknya di luar saluran telinga?
"Saya membayangkan penapisan udara di rumah, " kata Noel mengenai satu aplikasi yang mungkin, merujuk kepada unit AC dan penapis udara mudah alih. "Penapis seperti tisu boleh bertahan lebih lama daripada mesh tradisional."
Beliau dan penyelidik sarjana muda itu, Zac Zachow mula mengkaji sifat bendalir babi, anjing, kambing dan arnab arnab. Mempelajari earwax haiwan, bukan manusia, bermakna mengelakkan banyak kertas kerja yang diperlukan untuk yang terakhir, yang membolehkan mereka untuk bekerja lebih cepat. Harapan mereka adalah sifat-sifat bendalir akan berubah-ubah di antara setiap haiwan, tetapi apa yang mereka dapati adalah mengejutkan.
Alexis Noel dan pasukannya mengumpul dan mengkaji sampel telinga dari pelbagai haiwan. (A. Noel, Z. Zachow dan D. Hu, Georgia Tech) "Kami mengumpul sampel dari haiwan yang mati dari makmal lain yang berkaitan dengan Georgia Tech, " kata Noel. Dia menerangkan bahawa kelikatan earwax mereka "sama persis sama ada dari arnab kecil atau babi besar. Sifat-sifat bendalir adalah sama. "Tanpa menghiraukan bahan pencemar (kotoran, kotoran, debu, dan lain-lain), telinga terus mengalir di dalam telinga.
Noel mendapati ia menarik bahawa earwax haiwan besar mempunyai sifat yang sama seperti yang lebih kecil, tetapi dia tidak terkejut sepenuhnya, memandangkan cecair seperti mukus atau darah biasanya tetap konsisten merentasi haiwan.
Kini bersenjata dengan maklumat mengenai sifat cecair earwax, Noel merancang untuk menilai kapasiti debu yang memegang hablur-manusia dan haiwan. Dia ingin tahu tentang "berapa banyak habuk diperlukan untuk mendapatkan keadaan yang rapuh itu."
Kemudian datang mengekstrak data. "Kami akan melihat titik patah untuk sampel kuping dengan kepekatan habuk yang berbeza-beza, " jelasnya. "Kami akan menambahkan debu kepada sampel kuping, memerhatikan sama ada patah berlaku, dan merapatkan titik patah berbanding kepekatan habuk." Noel menambah bahawa ini boleh memberikan maklumat mengenai sistem penapisan masa depan yang panjang.
Earwax manusia berkesan untuk mengumpul habuk kerana ia membuat web di sekeliling rambut telinga. (A. Noel, Z. Zachow dan D. Hu, Georgia Tech) Dengan penyelidikan yang berterusan, memecah aplikasi yang berpotensi, pada masa ini, agak pramatang, Noel menjelaskan. Beliau terus membayangkan sistem penapisan udara di rumah yang menggabungkan bahan seperti kuping yang dioptimumkan untuk mata kapasiti debu dan fraktur yang maksimum. Namun, rodanya berputar. Sebagai peminat ruang yang gemar, dia mengatakan bahawa dia akan "menyukainya untuk diterapkan kepada ruang" permohonan satu hari.
Beth Rattner, pengarah eksekutif Missoula, Institut Biomimicry yang berpusat di Montana, dengan senang mengetahui penyelidikan Noel.
"Kami sentiasa teruja mendengar tentang penglibatan para saintis dengan peluang penyelidikan baru dan bagaimana mereka dapat memberi inspirasi kepada teknologi yang kreatif, lebih mampan, " kata Rattner. "Ini amat menarik kerana ini melibatkan lengan, sesuatu yang kita semua hidup dengan setiap hari tetapi jarang berfikir. Semoga suatu hari kami akan memberitahu pembaca kami di AskNature.org mengenai penapis udara berteknologi tinggi yang diilhamkan oleh earwax, di samping penapis air yang diilhami oleh ikan paus baleen dan protein aquaporin. "
AskNature.org adalah laman web Institut Biomimicry yang membolehkan komuniti mencari, mengurus dan mencipta strategi dan penyelesaian reka bentuk yang mampan, yang semuanya diilhamkan oleh alam semula jadi.
Di Biomimicry 3.8 - organisasi kakak Institut-Mark Dorfman telah bekerja sebagai ahli kimia biomimikry selama 10 tahun. Penyelidikan lengan Noel membuatnya memikirkan obor-obor, semua perkara.
Apabila ubur-ubur mengepam badan mereka, dia menerangkan, mereka menjana vorteks yang mewujudkan aliran khusus. Ini mungkin bermakna bahawa sistem penapisan debu di masa depan mungkin melibatkan tiub-tiub seperti penyengat yang digantung, yang berfungsi seiring dengan bahan-bahan seperti kupu-kupu, semuanya dalam usaha untuk mengarahkan, menangkap dan menapis zarah dengan sewajarnya.
Dorfman juga tertarik dengan ciri-ciri runtuh earwax, yang difikirkannya mungkin membawa beberapa nilai komersial yang berpotensi.
"Proses industri sering berterusan, bukannya batch, jadi menutup operasi untuk membersihkan sistem penapisan adalah sesuatu yang pengurus pengurus cuba untuk mengelakkan, " katanya. "Itulah sebabnya idea bahan melekit yang menjerat partikel udara tidak selalunya menjadi pilihan yang diperlukan untuk mengejar. Walau bagaimanapun, jika bahan melekit mengubah sifatnya apabila tepu dengan zarahan supaya ia akan jatuh apa-apa substrat seperti web yang dilampirkan, saya fikir ia mungkin diperbaharui sebagai penyelesaian yang berdaya maju. "
Roda Dorfman juga berputar.
"Mungkin ada sistem di mana bahan seperti kupu-kupu digunakan di lapisan, supaya lapisan permukaan menjadi tepu dan jatuh, lapisan baru yang menangkap partikulat terdedah, " katanya. "Saya masih kagum dengan hakikat bahawa alam sentiasa mendedahkan strategi baru yang mengejutkan untuk memberi inspirasi penyelesaian kepada cabaran industri moden."
Untuk Noel, mencari penyelesaian dalam alam semulajadi tidak berakhir dengan telinga. Dia sudah meneroka lidah kucing. Noel malah bernasib baik untuk melihat lidah harimau, keadaan yang timbul selepas harimau Zoo Atlanta, Kavi, meninggal dunia lewat tahun lepas.
Lidah kucing dilindungi dalam duri yang fleksibel yang merangkul kusut dalam bulu dan menggoda mereka selain. Kajian pasukan tusuk bermain dengan semua ini, kata Noel.
"Kami membayangkan semacam ketepikan yang unik, aplikasi pembersihan mudah untuk mengeluarkan kerja kucing ini, " kata Noel. "Saya dapat membayangkan berus manusia atau haiwan dengan mudah, tetapi kami juga akan melihat aplikasi alternatif seperti teknologi pembersihan permaidani."
Semua penyelidikan ini tentunya menarik, untuk mengatakan sekurang-kurangnya. Di mana ia pergi dari sini?
Mari kita katakan kita pasti akan menyimpan telinga untuk butiran masa depan.
