استلهام من العصر الحجري القديم
إن الإلهام القديم هو تحول نموذجي يدفع العلماء والمصممين إلى استلهام الإلهام من المواد القديمة (من الفن أو علم الآثار أو التاريخ الطبيعي أو البيئات القديمة) لتطوير أنظمة أو عمليات جديدة ، وخاصة فيما يتعلق بالاستدامة .
لقد ساهم الإلهام من علم الأحياء القديمة بالفعل في العديد من التطبيقات في مجالات متنوعة مثل الكيمياء الخضراء ، وتطوير مواد فنية جديدة ، والمواد المركبة ، والإلكترونيات الدقيقة ، ومواد البناء . [ 1 ]
الدلالات والتعريفات
على الرغم من أن هذا النوع من التطبيقات معروف منذ فترة طويلة، إلا أن المفهوم نفسه صاغته فرق من المركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي ، ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، وجامعة برن للعلوم التطبيقية، انطلاقاً من مصطلح "الإلهام الحيوي" . وقد نشروا هذا المفهوم في ورقة بحثية رائدة نُشرت إلكترونياً عام 2017 في مجلة "أنجيواندت كيمي" . [ 2 ]
استُخدمت أسماء مختلفة للإشارة إلى الأنظمة المقابلة، ولا سيما: المستوحاة من علم الأحياء القديمة، [ 2 ] والمستوحاة من علم الآثار القديمة، [ 1 ] والمستوحاة من العصور القديمة، [ 3 ] أو المحاكية للآثار. [ 4 ] ويُظهر استخدام هذه الأسماء المختلفة الفجوة الزمنية الشاسعة بين مصادر الإلهام، بدءًا من ملايين السنين عند النظر إلى الأنظمة الأحفورية والحفريات ، وصولًا إلى الأنظمة الأثرية أو الفنية الحديثة نسبيًا.
العقارات المطلوبة
يتم البحث عن خصائص فيزيائية وكيميائية وميكانيكية مميزة.
قد تتعلق هذه الخصائص بالخصائص الجوهرية للمواد المستوحاة من العصر الحجري القديم:
- المتانة (المواد الموجودة في سياقات معينة، والتي قاومت التغيير في هذه البيئات) ومقاومة التآكل أو التغيير
- الخصائص الإلكترونية أو المغناطيسية
- الخصائص البصرية (خاصة من الأصباغ أو الملونات، والمواد المستخدمة في صناعة السيراميك [ 5 ] )
ويمكن أن تتعلق أيضاً بالعمليات:
- عمليات ذات استهلاك منخفض للطاقة أو الموارد، بهدف تعزيز التنمية المستدامة من خلال العمليات الكيميائية
- عمليات الكيمياء اللينة
النهج المستوحى من علم الأحياء القديمة
يجمع هذا النهج بين عدة مراحل رئيسية.
- الملاحظة : تتناول هذه المرحلة المواد وخصائصها وعمليات التصنيع (وخاصةً فيما يتعلق بدراسة سلاسل العمليات في علم الآثار ، أو تاريخ التقنيات، ولا سيما التقنيات الفنية)، وعمليات التعديل (أو حتى العمل المنجز في علم الحفريات التجريبي ). لذا، تُعد هذه المرحلة الأولى من الهندسة العكسية . تندرج بعض هذه الدراسات ضمن مجال الأنثروبولوجيا . وكما هو الحال في الإلهام الحيوي ، تُعد هذه المرحلة أساسية وتعتمد على منهج يُشجع الاستكشاف الإبداعي للأشياء، مع قلة الأفكار المسبقة ( الاكتشافات غير المتوقعة ). [ 6 ]
- إعادة التكوين: تليها مرحلة ثانية تهدف إلى تبسيط المواد والأنظمة والعمليات لتحديد الآليات الأساسية الكامنة وراء الخصائص المرصودة. تتطلب هذه المرحلة تبادلاً مستمراً بين تركيب الأنظمة المبسطة وتوصيف المواد الجديدة قيد الدراسة.
- التصميم : وأخيراً، تأتي مرحلة التصور أو التصميم، والتي تتعلق بالمواد أو الأنظمة أو العمليات، وتهدف إلى تنفيذها بشكل ملموس للتطبيقات.
التطبيقات العملية
مواد بناء مستدامة
وتشمل الأمثلة البارزة الدراسة المجهرية للأطوار المعدنية الموجودة في الخرسانة الرومانية لإعادة إنتاج متانتها في البيئات العدوانية، وخاصة في البيئة البحرية. [ 7 ]
مواد تلوين متينة
ومن الاكتشافات البارزة توضيح التركيب الذري للون الأزرق المايا ، وهو صبغة مركبة تجمع بين الطين وصبغة عضوية ، مما دفع فرقًا إلى إنتاج أصباغ بألوان أخرى عن طريق دمج الطين مع أصباغ عضوية مميزة، مثل "البنفسجي المايا". [ 8 ]
مراجع
- 1 2 "منظور جديد للمواد القديمة يُلهم الابتكار المستقبلي" . أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا | معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا . 20 نوفمبر 2017. تاريخ الاسترجاع: 8 فبراير 2022 .
- 1 2 برتراند، لويك؛ جيرفيه، كلير؛ ماسيك، أدمير؛ روبيولا، لوك (2018). "الأنظمة المستوحاة من العصر الحجري القديم: المتانة والاستدامة والخصائص المميزة" . Angewandte Chemie International Edition . 57 (25): 7288–7295 . Bibcode : 2018ACIE...57.7288B . doi : 10.1002/anie.201709303 . ISSN 1521-3773 . PMID 29154403. S2CID 205405638 .
- ↑ فابر، كاثرين ت.؛ كاساديو، فرانشيسكا ؛ ماسيك، أدمير؛ روبيولا، لوك؛ والتون، مارك (2021-07-26). "نظرة إلى الماضي، نظرة إلى المستقبل: علم المواد في الفن وعلم الآثار وترميم الأعمال الفنية" . المراجعة السنوية لبحوث المواد . 51 (1): 435-460 . Bibcode : 2021AnRMS..51..435F . doi : 10.1146/annurev-matsci-080819-013103 . ISSN 1531-7331 . S2CID 235522737 .
- ↑ باول، ديفين؛ سيرفيس، أخبار العلوم الداخلية. "حضارة المايا القديمة تلهم صبغة حديثة مقاومة للبهتان" . phys.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 فبراير 2022 .
- ↑ شياو، فيليب؛ غودو، فيليب (25 مايو 2015). "الخزف في الفن وعلم الآثار: مراجعة لجوانب علم المواد" . المجلة الأوروبية للفيزياء ب . 88 (5): 132. Bibcode : 2015EPJB...88..132S . doi : 10.1140/epjb/e2015-60253-8 . ISSN 1434-6028 . S2CID 18014681 .
- ↑ بيرتراند، لويك؛ ثوري، ماثيو؛ غيريو، بيير؛ أنهايم، إتيان؛ كوهين، سيرج (2021-07-06). " فك شفرة كيمياء التراث الثقافي: استهداف خصائص المواد من خلال ربط التصوير الطيفي بتحليل الصور" . مجلة أبحاث الكيمياء . 54 (13): 2823-2832 . doi : 10.1021/acs.accounts.1c00063 . ISSN 0001-4842 . PMID 34143613. S2CID 235481574 .
- ↑ برويس، بول (4 يونيو 2013). "الخرسانة الرومانية المصنوعة من مياه البحر تحمل سر خفض انبعاثات الكربون" . مركز الأخبار . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 فبراير 2022 .
- ↑ تشانغ، يوجي؛ تشانغ، جونبينغ؛ وانغ، آيكين (2015). "تحضير سهل لصبغة "مايا فايوليت" المستقرة من الباليغورسكيت/ميثيل فيوليت@SiO2" . مجلة علوم الغرويات والأسطح البينية . 457 : 254-263 . Bibcode : 2015JCIS..457..254Z . doi : 10.1016/j.jcis.2015.07.030 . PMID 26196708 .
- علم المواد
- علم الآثار
- علم الأحياء القديمة
