MÔN MÀU SẮC VÀ HÌNH TỰ NHIÊN Nghiên cứu về ốc hương
Sinh viên: Nguyễn Tùng Chi Lớp: DH19A2 Giảng viên: Phùng Hoa Miên 1
2
I - GIỚI THIỆU 1.
Giới thiệu chung
Ốc hương (danh pháp khoa học: Babylonia areolata) là một loài động vật thân mềm thuộc họ Babyloniidae sống ở vùng biển nhiệt đới, phân bố chủ yếu ở biển Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương, độ sâu từ 5 – 20 m, sống tại chất đáy cát hoặc bùn cát pha lẫn vỏ động vật thân mềm. Đây là loài nhuyễn thể chân bụng quen thuộc không chỉ với người dân miền biển mà cả với những người ở vùng khác vì thịt ốc hương rất ngon, nó còn là nguồn nguyên liệu để làm những món ăn ngon và có giá rất cao trên thị trường. Babyloniidae là một họ phân loại gồm các loài ốc biển săn mồi , động vật thân mềm chân bụng sống ở biển chưa được phân loại trong siêu họ Neogosystemoda Ốc hương thuộc loại ốc xoắn, vỏ màu vàng điểm các chấm nâu, phân bố khắp các miền cận biển với đáy cát pha bùn, kích cỡ cá thể lớn nhất dài không quá 10cm và nặng khoảng 60g. Nhìn bề ngoài, ốc hương có màu lốm đốm xanh trắng vàng rất sạch đẹp. Trong tất cả các vương quốc động vật, vỏ ốc là một trong những kỳ quan đáng kinh ngạc nhất của quá trình tiến hóa. Lúc đầu, động vật thân mềm sống trên mặt đất được bảo vệ chống lại vùng biển không thân thiện xung quanh bằng các gai có vảy (Solenogastres) hoặc vảy (Caudofoveata) hoặc một số tấm vỏ (Polyplacophora). Vào một thời điểm tiến hóa sau đó, một chiếc vỏ nguyên khối đã ra đời, có thể bảo vệ chủ nhân của nó tốt hơn và tạo ra một số phát triển đáng kinh ngạc. Tất cả các động vật thân mềm bậc cao, cái 2
3
được gọi là Conchifera (động vật thân mềm có vỏ), đều có chung một lớp vỏ như vậy. Trong bộ Conchifera, bên cạnh ốc (Gastropoda), còn có các loài hai mảnh vỏ (Bivalvia), động vật chân vảy (Scaphopoda) và động vật chân đầu (Cephalopoda). Tuy nhiên, vỏ xoắn ốc của ốc có sự khác biệt rõ ràng so với các loài nhuyễn thể khác. Cơ sở của vỏ ốc đã được hình thành trong quá trình phát triển phôi. Một vỏ phôi nhỏ, chất nguyên sinh đã có sẵn cho ốc non mới nở. Vỏ ốc tăng kích thước khi thành vỏ tăng độ dày, do đó nhiều vỏ ốc biển trở nên khá khó phân hủy theo tuổi già, chủ nhân của chúng được bảo vệ tốt trước mọi kẻ thù từ biển xung quanh.
II - Ứng dụng Bằng cách nghiên cứu cấu trúc bên trong của một số loại vỏ, các nhà nghiên cứu đang tìm hiểu cách chúng phát triển để có thể chịu áp lực cực kỳ hiệu quả. Các rãnh trên vỏ giúp phân bổ ứng suất và thiết kế vỏ giúp bảo vệ các lớp bên trong vỏ (và động vật bên trong). Các nhà khoa học đang sử dụng mô hình 3D để tìm ra cách sao chép thiết kế của tự nhiên vì lợi ích của con người. Hy vọng là họ có thể tái tạo những cấu trúc hiệu quả này để làm bao bì hoặc thậm chí là nơi trú ẩn có thể cung cấp khả năng bảo vệ vượt trội trong các thảm họa thiên nhiên. Họ đã thử nghiệm cả vỏ tự nhiên và phiên bản in 3D của vỏ để kiểm tra độ nén để xem chúng có thể chịu được áp lực như thế nào và xem chúng bị nứt ở đâu. Kết quả cho thấy vỏ sò đã tiến hóa để phân phối áp suất ra các vùng bên ngoài của vỏ, nhằm bảo vệ phần lõi quý giá. Các rãnh - và trong trường hợp vỏ xoắn ốc, đường kính giảm dần - giúp phân phối ứng suất.
3
4
“Nơi ẩn náu trong vỏ ốc” được xây dựng ở vùng nông thôn, cách Shiraz, Iran 45 km về phía tây nam. Nó được thiết kế như một ngôi nhà nghỉ dưỡng để thư giãn, thoát khỏi cuộc sống thành thị và tổ chức các cuộc họp mặt gia đình. Ngôi nhà có một khoảng sân nhỏ và được thiết kế để hướng nội / hướng ngoại. Không gian của nó nằm trong một hình dạng vỏ ốc, đó là lý do tại sao cư dân của nó đã gọi nó như vậy.
Bố cục của tòa nhà tổng thể giống như vỏ ốc, bao gồm các không gian liên tiếp bắt đầu với sân trong và được sắp xếp theo hình tròn. Mỗi không gian trong số này được ẩn hơn so với trước đó. Không có cửa hoặc vách ngăn ngăn cách các không gian bên trong nên cư dân sẽ cảm thấy đang ở trong một không gian hình trụ liên tục và linh hoạt. Không gian bên trong lớn hơn có nhiều kết nối hơn với thế giới bên ngoài và ít nắng vào ban ngày, chủ yếu sẽ được sử dụng làm phòng khách vào mùa hè, trong khi không gian nhỏ hơn với cửa sổ lớn hướng Nam sẽ ấm hơn và thích hợp cho mùa đông.
Một kiến trúc sư người Mexico Javier Senosiain đã tạo ra một thiết kế nội thất mới được gọi là nhà ốc. Cái tên này được đặt vì hình dạng của ngôi nhà giống như một con ốc. Thiết kế ngôi nhà kỳ lạ này được tạo điều kiện với phòng khách, phòng ăn, nhà bếp, phòng tắm và phòng ngủ. Khác với ngôi nhà thông thường, ngôi nhà ốc này được hoàn thiện với sân vườn bên trong rất đẹp. Vì vậy, nó giống như có một sân sau bên trong ngôi nhà của bạn. Phòng nào cũng thông với lối đi nhỏ và độc đạo 4
5
như trong hang động. Bạn có thể tận hưởng một ngày của mình bằng cách ngồi gần cửa sổ khảm lớn và đầy màu sắc ở một phía của ngôi nhà.
Ngôi nhà hình con ốc kỳ dị của Nautilus, nhà thiết kế Javier Senosiain, là sự kết hợp chặt chẽ giữa thử nghiệm nghệ thuật và lối sống giản dị. Lấy cảm hứng từ công trình của Gaudi và Frank Lloyd Wright, Senosiain đã mang đến cho Thành phố Mexico một ví dụ lấp lánh khác về cái mà ông gọi là “Kiến trúc sinh học” - ý tưởng rằng các tòa nhà dựa trên các nguyên tắc tự nhiên của các dạng hữu cơ đưa chúng ta trở lại lịch sử địa phương, truyền thống và cội nguồn văn hóa, từ đó tạo ra sự hòa hợp với thiên nhiên.
5
6
Chiếc bàn tuyệt đẹp này là một sáng tạo thông minh của Marc Fish, có tên là Nautilus. Công nghệ máy tính hiện đại kết hợp với kỹ thuật thi công sáng tạo mới có thể tạo ra nó. Những gì trông giống như một chiếc vỏ ốc cũng đã được cấu tạo bằng tính toán toán học thông minh để tỷ lệ của chiếc vỏ sẽ không bao giờ thay đổi cho dù độ giãn nở lớn đến mức nào vì nó tuân theo Tỷ lệ vàng. Không chỉ bên trong giống với hình vỏ, lớp bên ngoài cũng mô phỏng lại kết cấu vỏ.
6
7
Bàn Mollusque giống như vỏ ốc.
Vladimir Kagan Snail Coffee Table
7
8
Bồn rửa tay lấy cảm hứng từ vỏ ốc
Một số mẫu đèn
8
9
Một số thiết kế ghế
Thiết kế bồn tắm đứng cong hình vỏ ốc của John Bridge
9
10
Có thể thấy thiết kế cầu thang cũng được lấy ý tưởng từ những vòng xoắn của vỏ ốc
10
11
Nghiên cứu mở rộng về vật liệu từ vỏ ốc Tại Phòng thí nghiệm Vật liệu tiên tiến và Quá trình thoát hơi sinh học của Đại học McGill , các nhà nghiên cứu đang tạo hình các tấm lục giác thành một bộ giáp cứng, có thể uốn cong, giống như vảy cá và tạo ra thủy tinh không vỡ mà có thể uốn cong và hấp thụ lực. Bên kia Đại Tây Dương, tại Viện Vật liệu Tương tác Leibniz ở Aachen, Đức, một nhóm khác đang phát triển các tấm nanoclay linh hoạt - mỏng hơn giấy và hoàn toàn trong mờ - không thấm được lửa và khí. Điểm chung của cả hai đội là sự quan tâm đến ốc biển mà vỏ của chúng đã thu hút các nhà sinh vật học và kỹ sư từ giữa những năm 1970. Vỏ được làm từ một loại vật liệu gọi là xà cừ, được cấu tạo gần như hoàn toàn từ một khoáng chất giòn. Nhưng do cách tổ chức của khoáng vật, trong các tấm có một lượng nhỏ các protein giống như nhựa tạo ra một hệ thống phức tạp của các tấm trượt, xà cừ cứng hơn 3.000 lần so với khoáng vật.
Francois Barthelat nói: "Thiên nhiên lấy những vật liệu không hấp dẫn về độ bền hoặc độ dẻo dai và kết hợp chúng lại với nhau để tạo ra hiệu suất cao. Đây là điều mà chúng ta đang theo đuổi.” - người đứng đầu phòng thí nghiệm McGill. Nhóm của ông đã đạt được những tiến bộ to lớn trong việc tăng cường độ cứng cho một trong những vật liệu dễ vỡ quen thuộc nhất của nhân loại - thủy tinh. Với kính, thách thức là tìm sự cân bằng giữa sức mạnh và độ dẻo dai. Kính cường lực. Nó không bị cong hoặc biến dạng theo thời gian, nhưng dễ bị vỡ do va chạm đột ngột. Mặt khác, nhựa dẻo dai. Nó có thể sống sót sau các tác động đột ngột, nhưng dễ bị uốn cong và trầy xước. Nhưng vỏ ốc kết hợp những tính năng tốt nhất của cả hai.
11
12
Có nhiều thí nghiệm đang được tiến hành để tạo ra loại kính có thể hấp thụ các tác động trực tiếp từ bi thép và có thể uốn cong hơn bao giờ hết. Cấu trúc tấm trượt của xà cừ cho phép khoáng vật giòn thay đổi khi có lực tác động, làm tăng thêm độ dẻo dai của nó — nhưng đó là các rãnh giữa các tấm mà nhóm của Tiến sĩ Barthelat quan tâm nhất. Khi một quả đạn pháo bị bắn trúng, lực sẽ bị lệch ra khỏi vị trí va chạm xuống các đường cực nhỏ có sức đề kháng thấp và được các nhà khoa học gọi là "đường quanh co". Năng lượng bị tách ra theo các góc độ, được đưa vào một mê cung rộng lớn bên trong gồm các con đường lồng vào nhau, và được gửi đi xung quanh toàn bộ cấu trúc cho đến khi nó quá yếu để có thể phá vỡ bất cứ thứ gì. Sử dụng các chương trình máy tính có thể mô hình hóa các tác động lên kính, các nhà khoa học đã thiết kế hệ thống đường dẫn của riêng họ. Họ sử dụng tia laser để khắc cấu hình của chúng lên các tấm kính hiện có và nhận thấy rằng tấm kính có các rãnh cứng hơn 200 lần so với trước đây. Kết quả đã gây xôn xao khi nhóm công bố cách đây một năm. Khái niệm tăng cường kính hiện có bằng quy trình khắc laser đơn giản và trang nhã tỏ ra hấp dẫn. Nhưng đối với Tiến sĩ Barthelat, công trình ban đầu chỉ đơn giản là bằng chứng về nguyên tắc: bằng cách giới thiệu các đặc điểm kiến trúc vi mô dựa trên các mô hình tự nhiên, chúng có thể thay đổi các đặc tính của vật liệu hiện có. "Chúng tôi phải điều chỉnh kiến trúc cho phù hợp với ứng dụng. Chúng tôi nhận thấy kiểu kiến trúc ghép hình này [trong nghiên cứu đầu tiên] hoạt động tốt cho các lực kéo. Nếu bạn muốn chống lại tác động từ việc thả một quả bóng thép, kiến trúc tối ưu sẽ khác. Và những kiến trúc mới này chúng ta cũng có thể tìm thấy trong tự nhiên."
MỘT MẪU KÍNH ĐƯỢC KHẮC VỚI MẪU CƯỜNG LỰC GHÉP HÌNH. FRANCOIS BARTHELAT / ĐẠI HỌC MCGILL
12
13
Một nghiên cứu khác, xương và vỏ sò ốc có thể làm công thức bê tông mới. Đối chiếu xi măng dạng nhão - thành phần liên kết bê tông - với cấu trúc và tính chất của vật liệu tự nhiên như xương, vỏ sò, và bọt biển sâu, các nhà nghiên cứu nhận thấy những vật liệu sinh học này đặc biệt chắc chắn và bền, một phần nhờ vào cấu trúc kết cấu chính xác của chúng ở nhiều quy mô chiều dài, từ mức độ phân tử đến vĩ mô, hay nhìn thấy được. Từ những phát hiện trên, nhóm nghiên cứu, dẫn đầu bởi Oral Buyukozturk, một giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Xây dựng và Môi trường MIT (CEE), đề xuất cách tiếp cận "từ dưới lên" để sản xuất xi măng nhão. "Những vật liệu có cấu trúc đặc biệt, với thành phần đơn giản sắp xếp theo cấu hình hình học phức tạp mà rất đẹp", Buyukozturk nói. "Chúng tôi muốn thấy những dạng cơ chế siêu nhỏ nào tồn tại trong nó cung cấp đặc tính vượt trội như vậy, và làm thế nào chúng ta có thể áp dụng một phương pháp khối tương tự như vậy đối với bê tông".
13
14
III - Hình ảnh tự chụp
14
15
IV - Kết luận Qua việc tìm hiểu, em không chỉ biết được nguồn gốc cũng như đặc điểm của loài ốc nói chung và ốc hương nói riêng, mà còn biết thêm về những ứng dụng của chúng trong thiết kế nội thất. Đặc biệt, hình dáng và màu sắc nổi bật và đặc biệt của chúng có thể là nguồn cảm hứng rất lớn cho việc sáng tác cũng như thiết kế sau này.
15
