Архитектурная бионика

Глава УI. Экологические вопросы архитектурной бионики и проблема гармонии архитектурно- 151 природной среды.

Анализ структурного построения "строительного ма ­ териала" стеблей — их тканей — показывает, что спе ­ циализированные механические (несущие) ткани, а так ­ же клетки покровной, основной и проводящей тканей обладают конструкционными свойствами, т.е. пред ­ ставляют собой композитные материалы, выполняющие различные функции и образующие целостную комп ­ лексную систему (рис. 38). Композитные материалы природы по прочности, сопротивлению, тепловому воздействию и ряду других свойств превосходят любой из входящих в них компо ­ нент. Для них характерна легкость, сочетаемая с высо ­ кой прочностью и способностью к упругим деформа ­ циям [ 13]. Прочностные характеристики материала стеблей, обусловленные структурным построением клеток, опре ­ деляются также и структурой самих клеточных оболо ­ чек. Клеточная оболочка, собственно, и дала начало возникновению термина "клетка", когда Роберт Гук в 1667 г. с помощью светового микроскопа обнаружил клеточные оболочки на срезе бутылочной пробки. Серия снимков, полученных в процессе исследования при помощи электронного сканирующего микроскопа (с увеличением в 8000 раз) , позволила получить ин ­ тересную информацию о строении клеточных оболочек (природных композитах) . На основании изучения закономерностей развития и структуры клеточных оболочек в них можно выделить слои, различающиеся по своим физико-химическим свойствам и структуре (рис. 39). Возникновение клеточной оболочки осуществляется путем образования из фрагмопласта (греч. "фрагма" — изгородь, раздаление) так называемой клеточной плас ­ тинки. Растущая клеточная пластинка слоистая. Сред ­ ний слой называется срединной пластинкой, по обе стороны от нее дочерние клетки начинают строить свою первичную оболочку, которая уже на первой ста ­ дии развития (строительства) содержит небольшое количество включений — элементарных фибрилл цел ­ люлозы. Фрей-Висслинг и Мюлеталер рассматривают первич ­ ную оболочку как слой, который первым откладывает ­ ся клеткой. Этот слой, по их мнению, обладает целиком или частично дисперсной текстурой. Микрофибриллы этого слоя способны смещаться относительно друг друга, образуя многослойную сеть, содержащую цел ­ люлозу, гемицеллюлозу и пектин [ 14]. Вторичная оболочка возникает путем наложения но ­ вых слоев на первичную. Она составляет основную мас ­ су и придает клетке ее окончательную форму. Как след ­ ствие вторичной слоистости клеточной оболочки ее пластические свойства отступают на задний план, а наи ­ более яркое выражение получают свойства упругости [14]. Основное вещество оболочек представляет собой мягкую пластическую массу (лигин, суберин и др.) d ук ­ репленную фибриллами. Высокие механические свойст ­ ва клеточных оболочек объясняются присутствием в них волокнистых структур (микрофибрилл) , состоя ­ щих из высокомолекулярного вещества целлюлозы. Микромолекулы целлюлозных цепей, по данным ряда исследований, соединялись между собой и образовывали более сложные морфологические единицы (макрофиб ­ риллы) . Процесс "строительства" волокон из целлюлозы описан Фрей-Висслингом (1963) : "Мы знаем, каким образом расположены кольце глюкозы в цепной молекуле целлюлозы, как целлюлозные цепи складываются в цепную решетку, как образуются элементарные микрофибриллы, видимые в электронный микроскоп, как они соединяются между собой, превращаясь в макрофи бри лл ы, и как, в конеч ­ ном итоге, из них образуются макрофибриллы, видимые в све ­ товой микроскоп. Дальше мы уясняем себе, как из таких микрофибрилл строятся клетки, имеющие структуру волокон.

Рис. 38. Клеточная структура стеблей (фото с помощью сканирующего микроскопа) . Разрез по клеточной структу ­ ре стебля; процесс клеточ ­ ного деления

Рис. 39. Трехслойные обо ­ лочки клеток. Общий вид; схема; разрез по А — А 0 — срединная пластинка; 1 — первичная оболочка; И — вторичная оболочка, состоя­ щая из слоев С] , С-±, С3

А-А ,а^ д| И QIC, С г С 3

привело к новому представлению о стеблях как о "комплексных сооружениях" [11]. Интерес представляет и другой аспект проблемы, где процесс конструирования становится в прямую зависимость от материала. Еще в 20-е годы ставились аналогичные проблемы: "В новых условиях не материа ­ лом определяется форма, а та или иная конструкция ищет материал и технику, наиболее ее выражающую"!. Развивая эму мысль, архитектор А. Буров пришел к идее создания нового материала СВАМа, обладающего свойствами, приближающими его к "строительным материалам" живой природы [ 12].

Домогацкий В.И. Материалы заседания ГАХН. ЦГАЛИ, 941, ол. 2, ед. хр. 3.