ݺߣ

ݺߣShare a Scribd company logo

Biology pri

•
•
Pankaj Kumar
Pankaj Kumar

1. The document describes a biology investigatory project on biomimicry completed by Priya Kumari for her class 12 examination. It includes an introduction to biomimicry, examples of biomimicry found in nature, and potential future applications. 2. Some examples discussed include Velcro mimicking plant burrs, the Ultracane walking stick mimicking bat echolocation, shark skin inspiring non-stick navy ship coatings, diatom silica for optical devices and solar cells, spider silk inspiring medical tape, beetles inspiring water collection devices, and gecko grip inspiring new adhesives. 3. The project was conducted under the guidance of Mrs. Anitha Sarma and signed off by the

1 of 16
Download to read offline
BIOLOGYBIOLOGY INVESTIGATORYINVESTIGATORY PROJECTPROJECT Submitted By: PRIYA KUMARI XII‐ A ROLL NO: 
This is to certify that PRIYA KUMARI, student of class  XII‐A has successfully completed the research on  the topic ‘Biomimcry’ under the guidance of Mrs.  ANITHA SARMA ( S bj t T h ) d i thANITHA SARMA  ( Subject Teacher ) during the  session 2014‐15 in partial fulfilment of Biology  practical examination conducted by AISSCE, New  DelhiDelhi. Signature of external                                     Si t f Bi lSignature of Biology  examiner                                                                teacher Signature of Principal
Acknowledgement I wish to express my deep gratitude and sincere  thanks to the Principal, Mrs. Sushma Misar ,  for  her encouragement and for all the facilities that  she provided for this project work. I extend my hearty thanks to Mrs. Anitha Sarma ,  Biology teacher ,who guided me to the successful  completion of this project. I take this opportunity  to express my deep sense of gratitude for her  invaluable guidance constant encouragementinvaluable guidance, constant encouragement ,  immense motivation , which has sustained my  efforts at all the stages of this project work… I also thank Mr. Uttarchand, Lab Assistant who  helped me get along with this project. I can’t forgot to offer my sincere thanks to parents  and also to my classmates who helped me to  carry out this project work successful and for  their valuable advice and support , which I  received from them time to time…. Priya Kumari
Contents BiomimicryBiomimicry 1.1. IntroductionIntroduction 22 E l OfE l Of Bi i iBi i i2.2. Examples OfExamples Of BiomimicryBiomimicry •• VelcroVelcro •• UltracaneUltracane Sl k Sh k SkiSl k Sh k Ski•• Sleek Shark SkinSleek Shark Skin •• Diatoms As Cheap Solar CellDiatoms As Cheap Solar Cell •• Spider Silk as strong tapeSpider Silk as strong tape •• Beetles show the way toBeetles show the way to water conservationwater conservation •• Gecko's Grip and adhesivesGecko's Grip and adhesives 3.Some future applications3.Some future applications having potentialhaving potential
Biomimicry : INTRODUCTION DEFINATION Biomimetics or biomimicry is the imitation of the models,  systems, and elements of nature for the purpose of solving  complex human problems. Living organisms have evolved well‐adapted structures and BRIEF HISTORY Living organisms have evolved well adapted structures and  materials over geological time through natural selection.  Biomimetics has given rise to new technologies inspired by  biological solutions at macro and nanoscales. BRIEF HISTORY When Janine Benyus popularized the term “biomimicry” in  her seminal book Biomimicry: Innovation Inspired by  Nature (1997), she admits she had no idea it would  galvanize an entire movement.  A i t t i bi i i l t d it b l th tAs interest in biomimicry escalated, it soon became clear that  an institute dedicated to biomimicry education was  needed. In 2005, Bryony Schwan and Janine Benyus co‐ founded the Biomimicry Institute. at macro and nanoscales.
Velcro is ubiquitous these days, found on everything  from astronaut suits to children's shoes. The  sticky material was actually inspired by the way  plant burrs stick to dog hair. In 1941, the Swiss  engineer George de Mestral looked at the burrsengineer George de Mestral looked at the burrs  under a microscope and noticed they contained  hundreds of tiny hooks that could catch on loops  of hair or clothing. He developed a material  based on this and called it Velcro, from the  French words "velours " meaning velvet andFrench words  velours,  meaning velvet, and  "crochet," meaning hook.
• It sounds like the beginning of a bad joke:• It sounds like the beginning of a bad joke:  A brain expert, a bat biologist, and an  engineer walk into a cafeteria. But that's  exactly what happened when a casual  meeting of the minds at England's Leeds  University led to the invention of theUniversity led to the invention of the  Ultracane, a walking stick for the blind  that vibrates as it approaches objects. • The cane works using echolocation, the  same sensory system that bats use to  map out their environments. It lets off p 60,000 ultrasonic pulses per second and  then listens for them to bounce back.  When some return faster than others,  that indicates a nearby object, which  causes the cane's handle to vibrate.  U i thi t h i th t lUsing this technique, the cane not only  "sees" objects on the ground, such as  trash cans and fire hydrants, but also  senses things above, such as low‐ hanging signs and tree branches. And  because the cane's output and feedbackbecause the cane s output and feedback  are silent, people using it can still hear  everything going on around them.  Although the Ultracane hasn't  experienced ultra‐stellar sales, several  companies in the United States and New p Zealand are currently trying to figure out  how to market similar gadgets using the  same bat‐inspired technology.
1. Sharks, the stealthy predators of the deep, may  have a thing or two to teach the Indian Navy.  Shark skin contains sleek scales that resemble  tiny teeth and are made of a tough materialtiny teeth and are made of a tough material  called dentin. The scales create tiny vortices in  the water that reduce drag, studies have shown.  Shark skin also prevents barnacles and other  organisms from glomming on, something called  Bi f li (th ti k t t thBio-fouling (those sticky creatures cost the  Navy at least $50 million each year, one Navy  scientist estimated.) The scales are constantly in  flux, limiting the surface area to which marine  hitchhikers can attach. 2. Researchers in Germany have developed a  synthetic shark skin made of elastic silicone that  reduces bio‐fouling by 67 percent in tests. The  U.S. Navy has funded work to develop similar  critter‐repellent coatings.
Optical and photonic properties of diatom silica with unique  optical and photonic properties is a link toward cheap optical  devices and solar cells.
Diatom Nanotechnology :Nature Diatom Nanotechnology :Nature  Inspired TechnologyInspired Technology Diatoms are unicellular eukaryotic photosynthetic algae present  in every aquatic environments, with enormous ecological  importance on this planet and an unique optical, photonic,  transport, tribological and mechanical properties generated by  pore structures and patterns of their protective silica wall.  Diatom nanotechnology is recently emerged as a new gy y g interdisciplinary area. Diatoms are called as Nature's unique  nanofabrication factories able to produce 3‐d silica structure for  several minutes with extraordinary diversity of patterns and  structures from nano to micron scale structures and fascinating  properties In following years we used diatom silica forproperties. In following years we used diatom silica for  template synthesis of 2‐d and 3‐d metal and polymer structures  with complex morphologies and unique optical properties for  applications in optics and biosenising. Our research is focused  on transforming of cheap diatom silica into new valuable  t i l d th i it f di li tinanomaterials and their composites for diverse applications  including advanced water purification, extraction of precious  and heavy metals, catalysis, drug delivery, solar cells and pest  control.
5.Spider Silk asSpider Silk as strong tapestrong tape id S id i• Even outside Spider‐Man comic  books, Spider Silk is known to be  one of nature's strongest materials — five times stronger than steel by  weight. Silk is both stretchy and  lightweight It must be sticky in somelightweight. It must be sticky in some  places to catch prey, and not sticky in  others so that the spider can scuttle  across it. • Scientists have created a medical  product that mimics this property: aproduct that mimics this property: a  flexible tape that can be peeled off a  wound without damaging the tissue  underneath. The sticky material could  be useful for attaching tubes or  sensors to the delicate skin of  newborns and the elderly. Traditional  medical tape is made by applying a  sticky substance onto a thin backing  material. • To make the silk‐inspired tape,  researchers applied a silicon‐based  film to the backing material first, and  used a laser to etch a grid pattern  onto the silicon. The grid makes some  parts of the material sticky and other  parts non sticky just like a spider'sparts non‐sticky, just like a spider s  web.
Biology pri
6. Beetles show the wayBeetles show the way to water conservationto water conservation • The tiny Namib Desert beetle  has a clever way of surviving inhas a clever way of surviving in  its parched habitat: It collects  water by condensing fog into  droplets on the ridges of its  back.back. • Researchers from the  Massachusetts Institute of  Technology have developed a  bumpy material made out ofbumpy material made out of  glass and plastic that mimics  the beetle's back. That  material could be used to  collect water or other liquids,  make a "lab on a chip" or build  cooling devices, scientists said.  U.S. military officials think the  material could even be useful  for cleaning up toxic spillsfor cleaning up toxic spills.
7.Gecko'sGecko's Grip andGrip and adhesiveadhesiveadhesiveadhesive Geckos can walk along walls and  ceilings, because their feet  contain dense clumps of  projections, each thinner than  a human hair that end in tuftsa human hair, that end in tufts  of tiny fibres called spatulae. A  new adhesive is under  development that mimics how  gecko feet stick to and release  from a surface. Made offrom a surface. Made of  millions of plastic fibers, the  adhesive can support almost a  pound of weight, and the  material gets even stronger  with use. Possible applications  include climbing equipment  and medical devices.
Organism mimicked Ability  mimicked Application 1 Plant burs Hooks that Velcro1.Plant burs Hooks that  catch on loop  of hair Velcro 2.Bat Echolocation Ultracane for2.Bat Echolocation Ultracane for  visually  impaired 3.Shark Sleek scales  Making  outer  skin that prevent  barnacle  growth  biofouling surface of  ship,  submarine  dirt resistantbiofouling dirt resistant 4.Diatoms Optical And  Photonic Properties Solar Cell p 5.Spider spid er silk Strong ,  elastic silk  making Medical tape  which  protects the  underlying  tissue  onpeeling off. 6 B l T ll C ll i f
Bibliography : 1. biomimicry.net 2. www.livescience.com 3.Photos from Google images. 4. www.wikipedia.comp 5. Newspaper clipping from THE  TIMES OF INDIA 3.Some future applications3.Some future applications having potentialhaving potential

More Related Content

Biology pri

  • 2. This is to certify that PRIYA KUMARI, student of class  XII‐A has successfully completed the research on  the topic ‘Biomimcry’ under the guidance of Mrs.  ANITHA SARMA ( S bj t T h ) d i thANITHA SARMA  ( Subject Teacher ) during the  session 2014‐15 in partial fulfilment of Biology  practical examination conducted by AISSCE, New  DelhiDelhi. Signature of external                                     Si t f Bi lSignature of Biology  examiner                                                                teacher Signature of Principal
  • 3. Acknowledgement I wish to express my deep gratitude and sincere  thanks to the Principal, Mrs. Sushma Misar ,  for  her encouragement and for all the facilities that  she provided for this project work. I extend my hearty thanks to Mrs. Anitha Sarma ,  Biology teacher ,who guided me to the successful  completion of this project. I take this opportunity  to express my deep sense of gratitude for her  invaluable guidance constant encouragementinvaluable guidance, constant encouragement ,  immense motivation , which has sustained my  efforts at all the stages of this project work… I also thank Mr. Uttarchand, Lab Assistant who  helped me get along with this project. I can’t forgot to offer my sincere thanks to parents  and also to my classmates who helped me to  carry out this project work successful and for  their valuable advice and support , which I  received from them time to time…. Priya Kumari
  • 4. Contents BiomimicryBiomimicry 1.1. IntroductionIntroduction 22 E l OfE l Of Bi i iBi i i2.2. Examples OfExamples Of BiomimicryBiomimicry •• VelcroVelcro •• UltracaneUltracane Sl k Sh k SkiSl k Sh k Ski•• Sleek Shark SkinSleek Shark Skin •• Diatoms As Cheap Solar CellDiatoms As Cheap Solar Cell •• Spider Silk as strong tapeSpider Silk as strong tape •• Beetles show the way toBeetles show the way to water conservationwater conservation •• Gecko's Grip and adhesivesGecko's Grip and adhesives 3.Some future applications3.Some future applications having potentialhaving potential
  • 5. Biomimicry : INTRODUCTION DEFINATION Biomimetics or biomimicry is the imitation of the models,  systems, and elements of nature for the purpose of solving  complex human problems. Living organisms have evolved well‐adapted structures and BRIEF HISTORY Living organisms have evolved well adapted structures and  materials over geological time through natural selection.  Biomimetics has given rise to new technologies inspired by  biological solutions at macro and nanoscales. BRIEF HISTORY When Janine Benyus popularized the term “biomimicry” in  her seminal book Biomimicry: Innovation Inspired by  Nature (1997), she admits she had no idea it would  galvanize an entire movement.  A i t t i bi i i l t d it b l th tAs interest in biomimicry escalated, it soon became clear that  an institute dedicated to biomimicry education was  needed. In 2005, Bryony Schwan and Janine Benyus co‐ founded the Biomimicry Institute. at macro and nanoscales.
  • 6. Velcro is ubiquitous these days, found on everything  from astronaut suits to children's shoes. The  sticky material was actually inspired by the way  plant burrs stick to dog hair. In 1941, the Swiss  engineer George de Mestral looked at the burrsengineer George de Mestral looked at the burrs  under a microscope and noticed they contained  hundreds of tiny hooks that could catch on loops  of hair or clothing. He developed a material  based on this and called it Velcro, from the  French words "velours " meaning velvet andFrench words  velours,  meaning velvet, and  "crochet," meaning hook.
  • 7. • It sounds like the beginning of a bad joke:• It sounds like the beginning of a bad joke:  A brain expert, a bat biologist, and an  engineer walk into a cafeteria. But that's  exactly what happened when a casual  meeting of the minds at England's Leeds  University led to the invention of theUniversity led to the invention of the  Ultracane, a walking stick for the blind  that vibrates as it approaches objects. • The cane works using echolocation, the  same sensory system that bats use to  map out their environments. It lets off p 60,000 ultrasonic pulses per second and  then listens for them to bounce back.  When some return faster than others,  that indicates a nearby object, which  causes the cane's handle to vibrate.  U i thi t h i th t lUsing this technique, the cane not only  "sees" objects on the ground, such as  trash cans and fire hydrants, but also  senses things above, such as low‐ hanging signs and tree branches. And  because the cane's output and feedbackbecause the cane s output and feedback  are silent, people using it can still hear  everything going on around them.  Although the Ultracane hasn't  experienced ultra‐stellar sales, several  companies in the United States and New p Zealand are currently trying to figure out  how to market similar gadgets using the  same bat‐inspired technology.
  • 8. 1. Sharks, the stealthy predators of the deep, may  have a thing or two to teach the Indian Navy.  Shark skin contains sleek scales that resemble  tiny teeth and are made of a tough materialtiny teeth and are made of a tough material  called dentin. The scales create tiny vortices in  the water that reduce drag, studies have shown.  Shark skin also prevents barnacles and other  organisms from glomming on, something called  Bi f li (th ti k t t thBio-fouling (those sticky creatures cost the  Navy at least $50 million each year, one Navy  scientist estimated.) The scales are constantly in  flux, limiting the surface area to which marine  hitchhikers can attach. 2. Researchers in Germany have developed a  synthetic shark skin made of elastic silicone that  reduces bio‐fouling by 67 percent in tests. The  U.S. Navy has funded work to develop similar  critter‐repellent coatings.
  • 10. Diatom Nanotechnology :Nature Diatom Nanotechnology :Nature  Inspired TechnologyInspired Technology Diatoms are unicellular eukaryotic photosynthetic algae present  in every aquatic environments, with enormous ecological  importance on this planet and an unique optical, photonic,  transport, tribological and mechanical properties generated by  pore structures and patterns of their protective silica wall.  Diatom nanotechnology is recently emerged as a new gy y g interdisciplinary area. Diatoms are called as Nature's unique  nanofabrication factories able to produce 3‐d silica structure for  several minutes with extraordinary diversity of patterns and  structures from nano to micron scale structures and fascinating  properties In following years we used diatom silica forproperties. In following years we used diatom silica for  template synthesis of 2‐d and 3‐d metal and polymer structures  with complex morphologies and unique optical properties for  applications in optics and biosenising. Our research is focused  on transforming of cheap diatom silica into new valuable  t i l d th i it f di li tinanomaterials and their composites for diverse applications  including advanced water purification, extraction of precious  and heavy metals, catalysis, drug delivery, solar cells and pest  control.
  • 11. 5.Spider Silk asSpider Silk as strong tapestrong tape id S id i• Even outside Spider‐Man comic  books, Spider Silk is known to be  one of nature's strongest materials — five times stronger than steel by  weight. Silk is both stretchy and  lightweight It must be sticky in somelightweight. It must be sticky in some  places to catch prey, and not sticky in  others so that the spider can scuttle  across it. • Scientists have created a medical  product that mimics this property: aproduct that mimics this property: a  flexible tape that can be peeled off a  wound without damaging the tissue  underneath. The sticky material could  be useful for attaching tubes or  sensors to the delicate skin of  newborns and the elderly. Traditional  medical tape is made by applying a  sticky substance onto a thin backing  material. • To make the silk‐inspired tape,  researchers applied a silicon‐based  film to the backing material first, and  used a laser to etch a grid pattern  onto the silicon. The grid makes some  parts of the material sticky and other  parts non sticky just like a spider'sparts non‐sticky, just like a spider s  web.
  • 13. 6. Beetles show the wayBeetles show the way to water conservationto water conservation • The tiny Namib Desert beetle  has a clever way of surviving inhas a clever way of surviving in  its parched habitat: It collects  water by condensing fog into  droplets on the ridges of its  back.back. • Researchers from the  Massachusetts Institute of  Technology have developed a  bumpy material made out ofbumpy material made out of  glass and plastic that mimics  the beetle's back. That  material could be used to  collect water or other liquids,  make a "lab on a chip" or build  cooling devices, scientists said.  U.S. military officials think the  material could even be useful  for cleaning up toxic spillsfor cleaning up toxic spills.
  • 14. 7.Gecko'sGecko's Grip andGrip and adhesiveadhesiveadhesiveadhesive Geckos can walk along walls and  ceilings, because their feet  contain dense clumps of  projections, each thinner than  a human hair that end in tuftsa human hair, that end in tufts  of tiny fibres called spatulae. A  new adhesive is under  development that mimics how  gecko feet stick to and release  from a surface. Made offrom a surface. Made of  millions of plastic fibers, the  adhesive can support almost a  pound of weight, and the  material gets even stronger  with use. Possible applications  include climbing equipment  and medical devices.
  • 15. Organism mimicked Ability  mimicked Application 1 Plant burs Hooks that Velcro1.Plant burs Hooks that  catch on loop  of hair Velcro 2.Bat Echolocation Ultracane for2.Bat Echolocation Ultracane for  visually  impaired 3.Shark Sleek scales  Making  outer  skin that prevent  barnacle  growth  biofouling surface of  ship,  submarine  dirt resistantbiofouling dirt resistant 4.Diatoms Optical And  Photonic Properties Solar Cell p 5.Spider spid er silk Strong ,  elastic silk  making Medical tape  which  protects the  underlying  tissue  onpeeling off. 6 B l T ll C ll i f
  • 16. Bibliography : 1. biomimicry.net 2. www.livescience.com 3.Photos from Google images. 4. www.wikipedia.comp 5. Newspaper clipping from THE  TIMES OF INDIA 3.Some future applications3.Some future applications having potentialhaving potential