Био́ника (от греч. biōn — элемент жизни, буквально — живущий) — прикладная наука о применении в технических устройствах и системах принципов организации, свойств, функций и структур живой природы, т. е. формы живого в природе и их промышленные аналоги.
Различают:
биологическую бионику, изучающую процессы, происходящие в биологических системах;
теоретическую бионику, которая строит математические модели этих процессов;
техническую бионику, применяющую модели теоретической бионики для решения инженерных задач.
Бионика тесно связана с биологией, физикой, химией, кибернетикой и инженерными науками: электроникой, навигацией, связью, морским делом и другими.
Идея применения знаний о живой природе для решения инженерных задач принадлежит Леонардо да Винчи, который пытался построить летательный аппарат с машущими крыльями, как у птиц: орнитоптер.
Появление кибернетики, рассматривающей общие принципы управления и связи в живых организмах и машинах, стало стимулом для более широкого изучения строения и функций живых систем с целью выяснения их общности с техническими системами, а также использования полученных сведений о живых организмах для создания новых приборов, механизмов, материалов и т. п.
В 1960 в Дайтоне (США) состоялся первый симпозиум по бионике, который официально закрепил рождение новой науки.
Основные направления работ по бионике охватывают следующие проблемы:
изучение нервной системы человека и животных и моделирование нервных клеток (нейронов) и нейронных сетей для дальнейшего совершенствования вычислительной техники и разработки новых элементов и устройств автоматики и телемеханики (нейробионика) ;
исследование органов чувств и других воспринимающих систем живых организмов с целью разработки новых датчиков и систем обнаружения;
изучение принципов ориентации, локации и навигации у различных животных для использования этих принципов в технике;
исследование морфологических, физиологических, биохимических особенностей живых организмов для выдвижения новых технических и научных идей.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ
Создание модели в бионике - это половина дела. Для решения конкретной практической задачи необходима не только проверка наличия интересующих практику свойств модели, но и разработка методов расчёта заранее заданных технических характеристик устройства, разработка методов синтеза, обеспечивающих достижения требуемых в задаче показателей.
И поэтому многие бионические модели, до того как получают техническое воплощение, начинают свою жизнь на компьютере. Строится математическое описание модели. По ней составляется компьютерная программа - бионическая модель. На такой компьютерной модели можно за короткое время обработать различные параметры и устранить конструктивные недостатки.
Именно так, на основе программного моделирования, как правило, проводят анализ динамики функционирования модели; что же касается специального технического построения модели, то такие работы являются, несомненно, важными, но их целевая нагрузка другая. Главное в них - изыскание лучшей основы, на которой эффективнее и точнее всего можно воссоздать необходимые свойства модели. Накопленный в бионике практический опыт моделирования чрезвычайно сложных систем имеет общенаучное значение. Огромное число её эвристических методов, совершенно необходимых в работах такого рода, уже сейчас получило широкое распространение для решения важных задач экспериментальной и технической физики, экономических задач, задач конструирования многоступенчатых разветвлённых систем связи и т. п.
Объяснение:
Обработка ткани
Чтобы иметь хоть какое-то представление об обработке ткани, можно провести краткое описание основных применяемых при отделке.
Аппретирование представляет собой пропитку ткани специальным составом, в основе которых находится крахмал, синтетическая смола, декстрина и прочие. Данный является наиболее старым обработки. Ткани при такой обработке становятся более жесткими, плотными, тяжело сминаются. Также есть аппретирования, которые придают водоотталкивающие свойства материалу.
Декатировка представляет собой обработки тканей из шерсти горячей водой или паром, что позволяет избежать усадки тканей при дальнейшей эксплуатации и носке, а также позволяет сделать более привлекательным внешний вид ткани. Процесс обработки десантированием производится на специальном оборудовании.
Карбонизация представляет собой процесс обработки ткани из шерсти слабым раствором серной кислоты, в результате чего из нее удаляются растительные примеси. На шерсть не действуют разбавленные кислоты, но растительные волокна от них разрушаются. Примеси, которые могут в ней находиться, превращаются в мелкий порошок, который легко удаляется при промывании водой, а остатки при высушивании и дальнейшей отделке шерсти на специальных трепальных аппаратах.
Крашение представляет собой процесс обработки методом окрашивания, который осуществляется при специальных красителей: прямых, сернистых, кислотных, кубовых, дисперсных, активных и прочих. Результатом является получение гладкокрашеных тканей.
Мерсеризация представляет собой процесс обработки тканей из хлопка концентрированными щелочами в натянутом состоянии. Такой процесс отделки придает большую прочность, блеск и шелковистость, а также прочие свойства, которые улучшают внешний вид. Мерсеризация основана на изменении целлюлозных свойств под воздействием щелочи.
Оживка представляет собой обработки тканей из шелка, которая заключается в пропуске через кислотную ванну, а иногда в нагревании с раствором одной из органических кислот. Обычно используется щавелевая, лимонная или виннокаменная кислота. Порой могут быть использованы и минеральные соли. При подобной обработке шелк становится более благородным на вид, при этом улучшается оттенок цвета, а также его интенсивность.
Отбеливание представляет собой процесс обработки при всевозможных отбеливающих растворов. С него с ткани могут быть удалены различные примеси и устранена нежелательная природная окраска волокон ткани, чтобы придать им белый цвет и подготовить их к последующему окрашиванию. Такой наиболее часто применяется для льна и хлопка.
Печатание представляет собой обработки при нанесения красочного рисунка, который может состоять из одного или нескольких различных цветов, как результат – получение различных узоров на ткани. Чтобы сохранить формы рисунка, краситель необходимо наносить в густом состоянии. Рисунок обычно наносится при специальных аппаратов. Чтобы закрепить печатный узор после нанесения необходимо произвести паровую обработку. Процесс печатания иногда называют набивкой, а обработанные таким методом ткани именуются печатными или набивными.
Специфические отделки ткани
Ажурные узоры получаются посредством отделки по рисунку с слабого раствора кислоты. Такой может быть, применим только по отношению к полукапроновым волокнам.
Каландрирование представляет собой процесс обработки ткани с каландра, то есть прокатывание между горячими валиками. Данный процесс превращает круглые нити в плоские. Так получается серебристый блеск.
Металлизация представляет собой отделку при нанесения тонкого слоя металла. При таком методе отделки может быть использована медь, алюминий, олово, кадмий, серебро, золото, цинк и прочие металлы.
