Biologically Inspired Engineering : SHRLIK

"Shrilk" could one day replace plastic in consumer products, be used to suture wounds, and serve as scaffolding for tissue regeneration.

 Shrilk is similar in strength and toughness to an aluminum alloy, but it is only half the weight. Shown here is a replica of an insect wing, which was made with the new material.

BOSTON -- Researchers at the Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard University have developed a new material that replicates the exceptional strength, toughness, and versatility of one of nature's more extraordinary substances -- insect cuticle. Also low-cost, biodegradable, and biocompatible, the new material, called "Shrilk," could one day replace plastics in consumer products and be used safely in a variety of medical applications.

The research findings appear today in the online issue of Advanced Materials. The work was conducted by Wyss Institute postdoctoral fellow, Javier G. Fernandez, Ph.D., with Wyss Institute Founding Director Donald Ingber, M.D., Ph.D. Ingber is the Judah Folkman Professor of Vascular Biology at Harvard Medical School and Children's Hospital Boston and is a Professor of Bioengineering at the Harvard School of Engineering and Applied Sciences.

Natural insect cuticle, such as that found in the rigid exoskeleton of a housefly or grasshopper, is uniquely suited to the challenge of providing protection without adding weight or bulk. As such, it can deflect external chemical and physical strains without damaging the insect's internal components, while providing structure for the insect's muscles and wings. It is so light that it doesn't inhibit flight and so thin that it allows flexibility. Also remarkable is its ability to vary its properties, from rigid along the insect's body segments and wings to elastic along its limb joints.

Insect cuticle is a composite material consisting of layers of chitin, a polysaccharide polymer, and protein organized in a laminar, plywood-like structure. Mechanical and chemical interactions between these materials provide the cuticle with its unique mechanical and chemical properties. By studying these complex interactions and recreating this unique chemistry and laminar design in the lab, Fernandez and Ingber were able to engineer a thin, clear film that has the same composition and structure as insect cuticle. The material is called Shrilk because it is composed of fibroin protein from silk and from chitin, which is commonly extracted from discarded shrimp shells.

Shrilk is similar in strength and toughness to an aluminum alloy, but it is only half the weight. It is biodegradable and can be produced at a very low cost, since chitin is readily available as a shrimp waste product. It is also easily molded into complex shapes, such as tubes. By controlling the water content in the fabrication process, the researchers were even able to reproduce the wide variations in stiffness, from elasticity to rigidity.

These attributes could have multiple applications. As a cheap, environmentally safe alternative to plastic, Shrilk could be used to make trash bags, packaging, and diapers that degrade quickly. As an exceptionally strong, biocompatible material, it could be used to suture wounds that bear high loads, such as in hernia repair, or as a scaffold for tissue regeneration.

"When we talk about the Wyss Institute's mission to create bioinspired materials and products, Shrilk is an example of what we have in mind," said Ingber. "It has the potential to be both a solution to some of today's most critical environmental problems and a stepping stone toward significant medical advances."

For more information:
http://wyss.harvard.edu/
twig.mowatt@wyss.harvard.edu

SOE KER TIE HOUSE

 

 

Location: Noh Bo, Tak, Thailand
Project team: Pasi Aalto, Andreas Grøntvedt Gjertsen, Yashar Hanstad, Magnus Henriksen, Line Ramstad, Erlend Bauck Sole
Client: Ole Jørgen Edna
Program: 6 sleeping units
Budget: 68.000 NOK (Approx. 10.000 USD)
Project year: November 2008 – February 2009

 

"TYIN tegnesture Architects was established in 2008. The office has completed several projects in poor and underdeveloped areas of Thailand, Burma, Haiti and Uganda."

"Solutions to real and fundamental challenges call for an architecture where everything serves a purpose - an architecture that follows necessity.

By envolving the local populance actively in both the design and building of our projects we are able to establish a framework for mutual exchange of knowledge and skills. All materials used in these projects are collected close to the sites or purchased from local merchants."

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biblioteca del ITT. Ejutla, Oaxaca (México)

La biblioteca del  Instituto Tecnológico de Tlaxiaco en Ejutla, en el valle central de Oaxaca (Méjico) ofrece un ejemplo de cómo habitar en esta región rural de clima seco desarrollando soluciones sostenibles.

El volumen se ha realizado empleando unicamente materiales locales (tierra, carrizo, cal) en combinación con materiales de "desecho" (cajas de madera para legumbres y paja). 

Los muros de balas de paja y cajas de madera (para los huecos) se han recubierto con barro y estiércol de burro, com primera capa y  como capa final, una elaborada a partir de mortero de cal y arena con pintura de tierra y nopal.

Alternativa ecológica que en este tipo de clima y ubicación, habilita espacios duraderos, ecológicos y económicos. Además de un aporte de independencia debido a su alto grado de autoconstrucción.

Arquitecto: Juan Manuel Casillas Pintor

Aire limpio y plantas: listado de las 11 más efectivas

Sustancias tóxicas en nuestros hogares 

Las plantas de interior ayudan a limpiar el aire de la casa al reducir la concentración interior de tóxicos presentes en las viviendas. Según un estudio realizado por Greenpeace en una muestra representativa de hogares, ¡en el polvo de las casas europeas se hallan de 70 a 100 sustancias químicas tóxicas distintas! Mientras tanto la tecnología no cesa de desarrollar productos químicos tóxicos para los seres vivos (incluidos nosotros), y el ámbito doméstico no es una excepción. Desde materiales de construcción (que paradójicamente destruyen el medioambiente), pasando por los disolventes usados en la mayoría de pinturas y barnices convencionales, hasta los productos de limpieza (nombre desafortunado si consideramos que ensucian el entorno), sin olvidar alfombras y tapicerías sintéticas. Si a este cóctel químico añadimos el hermetismo de muchas viviendas y la falta de hábito de ventilación natural, no es de extrañar que la contaminación del aire interior haya generado el fenómeno conocido como “síndrome del edificio enfermo”, conjunto de síntomas que pueden aparecer al pasar mucho tiempo en edificios con dichas condiciones. Pues bien, todas las plantas de interior ayudan a purificar el aire de una vivienda, pero además algunas son capaces de absorber los gases emitidos por pinturas frescas u ordenadores, por ejemplo.

Plantas que absorben formaldehído, xileno, y otros tóxicos del aire doméstico

El formaldehído (el tóxico más abundante en el aire de los espacios interiores y cuya exposición prolongada a baja concentración puede producir cáncer), el benceno, el xileno, el tricloroetileno, entre muchos otros compuestos orgánicos volátiles tóxicos, son absorbidos por las hojas de algunas plantas, en mayor cantidad cuanto mayor es la superficie de intercambio del follaje.

El formaldehído está presente en diversas resinas y se usa para tratar muchos productos de consumo, incluso bolsas de basura, toallas de papel, pañuelos de papel, telas, ropa antiarrugas, base de las alfombras, revestimientos para suelos, adhesivos, etc. Se utiliza en materiales para la construcción como el contrachapado, el aglomerado y los paneles. Las cocinas de gas también liberan formaldehído. Se sabe que absorben cantidades importantes del formaldehído presente en el aire especies como drácena o tronco de Brasil (Dracaena sp.), ficus (Ficus robusta),  hiedra (Hedera helix), espatifilo (Spathiphyllum sp.), palmera (Chamaedorea elegans), difembaquia, aglaonema (Aglaonema sp.), cinta (Chlorophytum comosum), filodendro (Philodendron sp), potos (Epipremnum aureum), entre otras. Las destacadas en eliminar xileno y tolueno son, por ejemplo, la palmera areca, la drácena, la diefembaquia y el espatifilo. La cinta, el ficus y el rododendro eliminan el dióxido de carbono del humo del tabaco y el formaldehído que desprende la cola de maderas algomeradas y empapelados.

Comida para los microorganismos

Además, se ha demostrado que las sustancias orgánicas volátiles no dañan a las plantas, ¡sino que alimentan a los microorganismos que viven alrededor de sus raíces!, pues están adaptados para metabolizar estos compuestos. Por sus hojas (a través de los poros microscópicos –estomas- usados para su transpiración) captan del aire sustancias perniciosas, las transportan hasta sus raíces, donde residen microorganismos (como Pseudomonas sp.) que no sólo las descomponen de tal forma que su toxicidad desaparece, sino que las hacen disponibles para que puedan ser utilizadas como fuente de alimento para los microorganismos y la propia planta. En definitiva, las plantas representan un eslabón importantísimo entre el aire y el suelo realizando una extraordinaria labor descontaminadora del aire.

Los 11 mejores filtros verdes de aire*

FICUS (Ficus robusta)
Origen: India y Malaya.
Cuidados: Muy pocos, no tolera el exceso de agua. Es una de las plantas de interior más habituales porque tolera condiciones de luz tenue y temperaturas frías, además de presentar una gran resistencia ante las plagas. Sobrevive con menos luz que la mayoría de plantas de su tamaño.
Ambiente: Una temperatura entre 16 y 27ºC y en penumbra son sus condiciones óptimas.
Sustancias que elimina: especialmente eficaz en la eliminación de formaldehído (a un ritmo de 12 μg/h).
Indicadas en: habitaciones recién amuebladas y en todos los lugares cerrados en general.
Curiosidad: Con unas condiciones adecuadas, puede llegar a alcanzar una altura de 2,5 m. Muy apreciada por los diseñadores por su valor estético y su facilidad de cultivo.

DRÁCENA o TRONCO DE BRASIL (Dracaena marginata, Dracaena deremensis y Dracaena fragans “massangeana”)
Origen: Islas Canarias, África, Asia y Madagascar.
Cuidados: Pocos. Necesitan humedad y luz indirecta. Muy resistente.
Ambiente: Cálido y húmedo (entre 16 y 24 ºC) y en penumbra.
Sustancias que elimina: formaldehído y xileno. Dracaena deremensis “Janet Craig” es una de las plantas más eficaces en la eliminación del tricloroetileno, mientras que Dracaena deremensis “Warneckei” es especialmente eficaz en la eliminación del benceno. Dracaena marginata es de las plantas más eficaces en lo que respeta a la absorción de xileno y tricloroetileno. Dracaena fragans “massangeana” es excepcionalmente eficaz en la eliminación del formaldehído.
Indicadas en: Habitaciones recién amuebladas o pintadas, porque filtran formaldehído y xileno.
Curiosidad: Dracaena fragans “massangeana” puede crecer hasta 3 m. Para estimularle un nuevo crecimiento o para rejuvenecer una planta vieja, es recomendable podarla hasta unos 20 cm.

HIEDRA (Hedera helix)
Origen: Asia, Europa y África del Norte.
Cuidados: Necesitan mucha luz y riego moderado. Pero no les sientan bien las altas temperaturas.
Ambiente: Entre 10 y 21ºC.
Sustancias que elimina: 12 μg/h de formaldehído, tricloroetileno y benceno. Filtra hasta el 90% del benceno de una habitación cerrada.
Indicadas en: La oficina, junto a equipos plásticos (como los ordenadores, fax, etc.).
Curiosidad: Puede beneficiarse de estar en el exterior durante algún período en primavera o en verano.

ESPATIFILO (Spathiphyllum sp.)
Origen: Colombia y Venezuela.
Cuidados: Necesita bastante humedad.
Ambiente: Entre 13 y 24ºC.
Sustancias que elimina: 8 μg/h de xileno y tolueno, y 10 μg/h de formaldehído. También eficaz en la eliminación de alcoholes, acetona, tricloroetileno y benceno.
Indicadas en: Habitaciones recién amuebladas.
Curiosidad: Es una de las pocas plantas que florecen perfectamente en los interiores.

POTOS (Epipremnum aureum)
Origen: Islas Salomón.
Cuidados: Apenas necesita. Es la planta más fácil de cultivar de todas las de interior. Tolera la amplia variedad de condiciones ambientales del hogar y la oficina.
Ambiente: Húmedo y claro. Temperatura entre 18 y 24ºC.
Sustancias que elimina: Formaldehído.
Indicadas en: Habitaciones recién pintadas o amuebladas.
Curiosidad: Su fácil cultivo y mantenimiento y su resistencia hacen del potos una de las mejores opciones para los que no saben mucho de jardinería. A diferencia de muchas plantas de interior, no pierde la variedad de sus colores cuando está en un lugar oscuro.

FILODENDRO (Philodendron sp.)
Origen: Sudamérica.
Cuidados: Prefiere una temperatura cálida y humedad. Philodendron erubescens es una de las plantas de interior más fáciles de mantener.
Ambiente: Mucha luz. Si no tiene luz, pierde la flor. Temperatura (16-21ºC es el rango óptimo) y humedad elevadas.
Sustancias que elimina: Gran cantidad de formaldehído.
Indicadas en: Habitaciones poco ventiladas o amuebladas recientemente.
Curiosidad: Philodendron erubescens fue introducido como una planta de interior en torno al año 1900 y Philodendron oxycardium (que puede alcanzar una altura de 2 m) hacia 1850, ambas variedades de enredadera muy comunes.

 

DIFEMBAQUIA (Dieffembachia compacta)
Origen: América tropical Central y del Sur.
Cuidados: No requiere excesiva atención. Es resistente, pues tolera temperaturas de hasta 9ºC durante cortos períodos de tiempo.
Ambiente: Media luz y una temperatura de 16 a 27ºC.
Sustancias que elimina: Alrededor de 10 μg/h de xileno y tolueno, y 5 μg/h de formaldehído.
Indicadas en: Oficinas y en cualquier ambiente en general.
Curiosidad: Su nombre común en inglés, literalmente “planta muda”, proviene del adormecimiento temporal de la lengua y de las cuerdas vocales provocado al masticar cualquier parte de la planta, porque su savia contiene oxalato de calcio. ¡La pérdida de voz puede durar varios días!

PALMERAS
Cuidados: Fácil de mantener porque se adapta a lugares con poca luz y  escasa humedad, condiciones propias de la mayoría de edificios.
Indicadas: Junto a muebles nuevos o recién barnizados.
-Camedorea (Chamaedorea elegans)
Origen: México y Guatemala.
Ambiente: Entre 20 y 27ºC. Media luz.
Sustancias que elimina: 14 μg/h de formaldehído y de benceno. También filtra cloroetileno.
Curiosidad: Si se siente feliz en el lugar donde está y con las condiciones de cultivo, puede llegar a producir flores durante todo el año.
-Palmera Areca (Chrysalidocarpus lutescens)
Origen: Madagascar.
Ambiente: 18-24ºC.
Sustancias que elimina: 10 μg/h de formaldehído, y 19 μg/h de xileno y tolueno. La areca es valorada como una de las mejores plantas de interior en lo que respeta a la eliminación de todas las toxinas del aire con que se han hecho pruebas.
Curiosidad: Libera copiosas cantidades de humedad en el aire. En el interior de la casa, una palmera areca de 1,8 m transpira aproximadamente 1 litro de agua cada 24 horas.

 

CINTA (Chlorophytum comosum):
Origen: Sudáfrica.
Cuidados: Muy fáciles de mantener.
Ambiente: Entre 13 y 24ºC.
Sustancias que elimina: 7 μg/h de xileno y 4,5 μg/h de formaldehído. Filtra el 96% de monóxido de carbono.
Indicadas: Tanto en cocinas donde se utiliza gas como en salones y comedores donde hay reuniones de mucha gente.
Curiosidad: En 1984 recibió especial atención a nivel mundial cuando la NASA dio a conocer por primera vez los hallazgos de unas investigaciones que mostraban la capacidad de esta planta de eliminar los contaminantes del aire en los interiores.

AGLAONEMA (Aglaonema sp.)
Origen: Sudeste asiático.
Cuidados: Apenas necesita atenciones. Es capaz de crecer en zonas escasamente iluminadas.
Ambiente: Entre 16 y 22ºC.
Sustancias que elimina: Formaldehído. Su índice de eliminación de toxinas de la atmósfera aumenta con la prolongación de su exposición.
Indicadas en: Habitaciones que den a calles con mucho tráfico.
Curiosidad: Después de la floración, produce unas bayas rojas venenosas.

SANSEVIERIA (Sansevieria trifasciata)
Origen: África occidental tropical e India.
Cuidados: Su facilidad para crecer y su resistencia a los insectos la convierten en la planta idónea para principiantes en el cultivo de plantas de interior. Requiere suelo húmedo, pero debe regarse con moderación.
Ambiente: 18-27ºC, semisol.
Sustancias que elimina: 2 μg/h de formaldehído
Curiosidad: A diferencia de la mayoría de plantas de interior, la sansevieria libera oxígeno y absorbe dióxido de carbono por la noche.

* Muchas  de las plantas de jardinería, como las citadas, tienen susbtancias naturales tóxicas para los seres humanos que pueden ser perjudiciales frente a un descuido con niños. En caso de tener niños en casa es recomendable consultar a su jardinero. Advertimos, sin embargo que los adultos entienden que las plantas ornamentales no son hortalizas y, por tanto, no son comestibles en ninguna de sus partes.

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