מאת: יעל הלפמן כהן
Haworthia obtusa הוא סוקולנט קטן בעל עלים עבים. הוא אמנם חי באזורים עם שמש חזקה, אבל לצורך הפוטוסינתזה, האור צריך להגיע לעומק הרקמה, לא רק לפני השטח. הצמח עושה זאת באמצעות “חלון” מיוחד של תאים שקופים ומבנים מיקרוסקופיים שמפזרים את האור ומכוונים אותו פנימה. בקצה כל עלה יש אזור שקוף למחצה, מעין "חלון". זהו אזור כמעט נטול כלורופיל — כלומר, הוא לא בולע אור. מתחת ל"חלון" יש תאים מיוחדים, מאורכים ובעלי מקדם שבירה שונה מהרקמה שסביבם. כך שהאור לא מתפזר סתם, אלא מנותב פנימה, בדומה לאופן שבו סיב אופטי מוליך אור.
הצמח אינו מייצר אנרגיה ואינו מגביר אותה — אלא מכוון אותה. פיזור האור מבוקר, ומגיע לאזורים פוטוסינתטיים שלא היו נגישים לאור אחרת. כך הצמח נמנע מהתחממות יתר ועדיין מנצל את האור ביעילות. למעשה, זוהי אסטרטגיה של ניתוב אור באופן התומך בחיים. אפשר לחשוב על אסטרטגיה זו כמערכת פסיבית להולכת אור. בעוד החשיבה הטכנולוגית מכווינה להשקעת אנרגיה או לייצור אנרגיה, הטבע מתמחה בניהול חכם של האנרגיה.
הרעין של איסוף וניתוב חכם של אור השמש משך את תשומת לב החוקרים כהשראה לפיתוח מערכת להולכת אור יום, ללא צורך בחשמל, למשל לצורך הארת משרדים סגורים בשעות היום. המחקר פורסם בכתב העת המדעי Nature Scientific Reports.
מתוך האסטרטגייה של פיזור האור נולד הפיתוח הביומימטי: מערכת תאורה שאינה מייצרת אור אלא מנהלת אותו. החוקרים חיקו את “חלון העלה” באמצעות רכיב שקוף הקולט אור שמש, ואת תאי ההולכה באמצעות סיבים אופטיים שמעבירים את האור פנימה אל תוך מבנה. במקום נורה בוהקת מתקבל אור טבעי, רך ומפוזר, שמגיע לעומק החלל בדיוק כפי שהאור מגיע אל תוך רקמת הצמח. זהו תרגום ישיר של עיקרון ביולוגי לפתרון הנדסי — לא עוד מאמץ לכבוש את החושך באמצעות אנרגיה, אלא בחירה ביומימטית עדינה: להשתמש במה שכבר קיים, ולכוון אותו בחוכמה. והתוצאה היא פיזור אור רך, תאורה טבעית ולא מסנוורת.
המחקר מראה שלמערכת הביומימטית הזו יש פוטנציאל ממשי להפחית את צריכת החשמל לתאורה — שהיא כ-20 % מצריכת האנרגיה הגלובלית. אבל מעבר ליעילות האנרגטית, יש כאן מסר חשוב: הטבע כבר פתר בעיות של קליטת אור, העברה שלו ו"שימוש נכון" בו — ואת הרעיונות הללו אפשר ליישם גם בתחום הבנייה, העיצוב והטכנולוגיה. כשאנחנו לומדים איך צמחים מנצלים בצורה אופטימלית כל פוטון אור שעומד לרשותם, אנחנו נפתחים לאפשרויות חדשות של חיסכון, עיצוב בר־קיימא וחיבור אמיתי בין הטבע לטכנולוגיה.
cc by Marrra
