Bár maga a Gömböc egy homogén test; geometriája rendkívül érzékeny, ugyanezen forma egyúttal egy széleskörűen használható design, ha olyan inhomogén (vagyis nehezékkel ellátott) szerkezetet kívánunk tervezni, amely gravitáció hatására keljfeljancsinként könnyen talpra áll. Ez a megfigyelés meglepő mérnöki alkalmazásokhoz vezetett; ezek talán legérdekesebb példája a közelmúltban a Science hasábjain publikált inzulin adagoló kapszula – hangsúlyozta Domokos Gábor akadémikus, a BME Építészmérnöki Kar (ÉPK) Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék egyetemi tanára, az MTA-BME Morfodinamika Kutatócsoport vezetője.
Várkonyi Péter és Domokos Gábor, a Gömböc feltalálói
Az állatkísérletekben már bizonyítottan eredményes találmányt a rangos Massachusettsi Műszaki Egyetem (MIT) és a Harvard Egyetem kutatói fejlesztették ki elsősorban a 2-es típusú cukorbetegségben szenvedők számára, akik naponta kénytelenek fecskendővel vagy infúzió által a szervezetükbe juttatni a hasnyálmirigy által is termelt hormont. Az olykor fájdalmas szúrást kiváltó eszköz egy kisméretű kapszula, belsejében egy összenyomott rugóhoz erősített, cukorkoronggal a helyén tartott összepréselt inzulintűvel. Úgy működik, hogy lenyelése után a gyomorfolyadék feloldja a cukrot, az elengedi a rugót és belövi az injekciót. A diabéteszeseknél a szájon át történő gyógyszeradagolás egyik kiküszöbölhetetlen hátránya, hogy a gyomorsav tönkreteszi a hatóanyagokat, az említett felfedezés révén viszont közvetlenül a gyomorfalba, ezáltal azonnal a vérbe jut az inzulin.
Fotó: Felice Frankel/MIT
Az MIT és a Harvard szakemberei által kifejlesztett kis szerkezet működésének kulcsfontosságú mozzanata, hogy a gyomorfalat megszúró tű a megfelelő pozíciót vegye fel, ezért sajátos alakra tervezték. Tanulmányuk szerint a kapszulát az első ismert homogén mono-monostatikus test, a Gömböc inspirálta. - Ritkán fordul elő, hogy egy kezdetben íróasztal mellől indult, pusztán elméleti elképzelésből ennyire gyorsan és kézzelfoghatóan mechanikai ötlet, végső soron hasznos orvosi találmány szülessen meg – hangsúlyozta Domokos Gábor, hozzátéve, hogy mindazonáltal az utóbbi években számos tudományterületen bizonyultak termékenynek a Gömböc felfedezésekor kidolgozott koncepciók. A kutató lényegesnek tartja, hogy ez a forma abban az esetben is jó kiindulópont a mindig egy irányba forduló tárgyak tervezésekor, ha azok nem teljesen homogén szerkezetűek, hanem már nagyon kis súlyeloszlás-különbséggel is egy irányba állnak be, ami számos műszaki alkalmazás kidolgozásával kecsegtet. A Gömböchöz kapcsolódó elméleti háttér azonban továbbra is főként az élettelen természet formafejlődési folyamatainak magyarázatában segíti a tudósokat.
Fotó: Alain Goriely/EPSRC
Az akadémikus és kollégái kutatásainak formális kereteit a MTA-BME Morfodinamikai Kutatócsoportja biztosítja. Domokos Gábor üdvözölte, hogy eredményeiket neves külföldi kutatók használják fel.
- A Gömböc esete bizonyítja, hogy egy tisztán matematikai problémafelvetésből hogyan lehet akár nagyon rövid idő alatt a mindennapi életben hasznosuló, kézzelfogható eszköz. Ez egyfelől motivációt jelent az elméleti kutató számára, másfelől kiválóan példázza, hogy az alap- és az alkalmazott kutatások kölcsönösen hatnak egymásra. Mindkettőt egyaránt támogatni kell, hiszen ezáltal válik tervezhetővé és folyamatosan végezhetővé a tudományos kutatás és az innováció. A Műegyetem fontos küldetése fejlesztő kapacitásainak kihasználása: a Gömböc a kutatói szinergiák szép példájaként mutatja az innováció megszületésének folyamatát – mutatott rá az akadémikus.
forrás:BME.hu