Центр Исследования Хаосажурнал Бионический конструктор ЭльПюль
© Юрий Шевнин

in English

    см. также:


Лаборатория ЦИХа

следующая страница >
дальше / next


Постройка представляла из себя прозрачную конструкцию, с сетчатым куполом из цветного стекла. Эта постройка воплотила утопические фантазии писателя-экспрессиониста П. Шеербарта, подготовившего книгу «Стеклянная архитектура».
«Я изобрел растущие дома, а вернее, домостроительные растения. Теперь нам больше не придется строить из мертвых стройматериалов, можно строить из живых» – так говорил один из героев Шеербарта. И если в начале 20 века читатель мог только удивиться истории о гигантском вьюне, на стебле которого вырастают не цветы, а готовые дома, то уже в 60-е годы  архитекторы всерьез занялись созданием архитектуры имитирующей органические формы. В архитектуре появились природные направления – метаболизм, органика, бионика.
   Современный цифровой био-тек находится в процессе становления, и его исследовательская составляющая преобладает над практической. Основная проблема архитектурной бионики: это консервативная прямоугольная планировка и конструктивная схема зданий которая противостоит биоморфным криволинейным формам и оболочкам. В традиционной кубометрической среде био-тек выглядит чужеродно и вызывает даже враждебную реакцию. Достойное эстетическое и экономически-оправданное решение этого противоречия — одна из основных задач био-тека и данной статьи.

Патенты природы.
Изобретая живое вещество, природа создала необходимую оболочку для него, этого требовал индивидуальный характер пространства живого вещества. В процессе эволюции материалы живого приспосабливались к изменениям окружающей среды и приобретали все более прочные формы способные к большим обратимым перемещениям и деформации. Этого требовал характер роста и воспроизведения организмов.
Деторождение связано с большими деформациями. Природа использует жесткие материалы неспособные к деформации очень неохотно. Возможно в результате изменения климата живому веществу предстоит вновь вернутся в воду и научится оптимально сочетать жесткость черепов, панцирей и скорлуп с вязкостью и упругостью кожи.  Скелет работающий на сжатие составляет небольшую часть тела, большую часть составляют работающие на растяжение мягкие и упруго-гибкие ткани.
Таким способом природа экономит энергию и материалы для строительства жизни. Именно эти упругие ткани снижают, на хрупкий скелет, основные нагрузки от движений. Биологи долгое время испытывали неприязнь к инженерным понятиям. Настало время плодотворного обмена идеями между инженерами и биологами.
В мире имеются две школы проектирования конструкций. Это восточная школа гибкости и европейская школа жесткости. У китайцев есть поговорка «лучше согнутся чем сломаться», а в популярной песне А. Макаревича такие слова «не будем прогибаться под изменчивый мир...».  В результате приверженцы традиционной европейской школы жестких конструкций создают мир в котором  страшные последствия землетрясений и наводнений стали традиционными. Большинство людей смирились с тем, что жесткие скорлупы машин на дорогах их убивают.
Если продолжать следовать традициям западной инженерной школы и производить только жесткие конструкции количество жертв будет только возрастать. Условие обеспечения жесткости и максимальной устойчивости при этом требует в сотни раз больших материальных и энергетических затрат, чем если бы все они были созданы упругими и способными к деформации. Жесткость это не всегда прочность, это всегда значительное увеличение веса и стоимости конструкций. Для достижения больших обратимых деформаций требуется много надежных и простых шарнирных узлов. Проблема заключается в том, что их производство это непростая технологическая задача. С целью ее решения необходимо обратится к живой природе. Как она создает узлы шарниры в мире молекул и микроорганизмов? Природа не получила традиционного инженерного образования и поэтому с легкостью и без потерь создает шарнирные узлы и мягкие ткани. Биологические мягкие ткани способны к обратимой упругой деформации при значениях в 1000 раз больших, чем те, структуры и конструкции которые проектирует современный инженер. Экспертов в этой области можно пересчитать по пальцам на руке. Они есть в области биологии и машиностроения. Они отсутствуют в архитектуре и строительстве. Способен ли дом будущего подобно капле воды или живой клетке менять свою форму? Наиболее подходящим материалом для топологического моделирования упруго-гибкой структуры такого дома капли может послужить молекула ДНК-РНК.

ДНК, как структурный элемент для создания сложных конструкций.
Если природа создает такое разнообразие форм жизни, используя минимальное количество энергии и ограниченное количество типовых узловых связей, то почему же эти принципы не использовать при производстве новых материалов и конструкций любого размера? ДНК представляет собой упруго-гибкую нить способную скручиваться в тугую спираль хромосом.
В последние годы ученые активно работают над технологиями получения трехмерных структур на основе ДНК. В перспективе они могут быть использованы для создания электронных устройств и новых лекарств. Из цепочек ДНК благодаря технологии ДНК -оригами созданы решётки, коробочки с крышкой, вазы и сосуды разных каплевидных форм.
Самое сложное и самое интересное в исследовании и создании этих структур являются узлы соединений. Это могут быть липкие концы на отрезках ДНК и комплиментарные связи между нуклеотидами по длине цепочки ДНК. У человека в гаплоидном геноме, то есть единичном наборе хромосом, 3 млрд. пар нуклеотидов, и их длина составляет 1,7 м. Для того, чтобы ДНК смогла в ней поместиться в клетке, она плотно скручена, и свернуться ей помогают белки – гистоны. Если взяться за концы верёвки и начать скручивать их в разные стороны, она становится короче и на верёвке образуются «супервитки». Так же может быть суперскручена и ДНК. В обычном состоянии цепочка ДНК делает один оборот на каждые 10,4 основания, но в суперскрученном состоянии спираль может быть свёрнута туже. Упакованная при помощи гистонов ДНК имеет вид бусин, называемых нуклеосомами. 200 пар нуклеотидов идет на одну нуклеосому, 146 пар накручиваются на гистоны, а остальные 54 висят в виде линкерных (связывающих нуклеосомы) ДНК. Это первый уровень компактизации ДНК. В хромосомах ДНК свернута еще несколько раз для того, чтобы образовались компактные структуры.

По своей форме нуклеосома обычно представляет собой плоский цилиндр диаметром 11 нм и высотой 6 нм. ДНК закручивается вокруг нуклеосомы почти двумя витками.

 

содержание:  















Сетчатая архитектура будущего

 

Архитектурная бионика




ШтоРаМаг
Лекции
Архи всЁ
Публикация на сайте cih.ru     + add article

Архитектурные новости

A. S. P.

блог  
ra@cih.ru  
radesign архдиректор: Семён Расторгуев
редактор: Ольга Орлова
ЦИХ.ру © 2005 — 2012
 
 
grayscale архипоиск →    
найти на сайте

© Юрий Шевнин — domesworld.ru, meshart.blogspot.com



ЦИХ journal 2012  ру | en



при использовании любых материалов сайта ссылка на ЦИХ journal обязательна  

twitter:

crop mark 2
crop mark
 
  Стеклянная архитектура