一个如果雨水返回太平洋西北部，蘑菇也会返回。细雾从常青树的树冠上滴下，穿过苔藓，进入一层芳香的牛粪，这层牛粪庇护着菌丝体、细菌分解器和昆虫通气器的生态系统。在原始森林的树冠下，一切都在死亡，在分子水平上被分解——但与此同时，它们又在重生。一棵倒下的树变成了一根看护原木，是孕育新的森林生命的有机体的家。这是一片充满灾难和再生的土地，在这里，大自然展示了它年复一年地恢复和复兴的独特能力。
这里培养的环保主义运动已经引起了一代的一代工程师，科学家和设计师，他们已经开始关注自然是最悲惨的老师的方式。霉菌学家保罗斯特拉姆斯例如，它证明了一种菌丝体提取物可以分解石油垃圾，并在其位置上发芽出牡蛎蘑菇。这些有远见的科学家是仿生学运动的领导者，在这个运动中，科学家们正在利用自然的过程来纠正我们在环境中的错误。下面是五个目前的例子，生物模拟播种可持续的未来。
胶体颜料
从房屋油漆到织物再到汽车，制造我们所用的充满活力的染料是一个有毒的、能源密集型的过程。创造最令人满意、持久的颜色的特性，正是共振的、高能量的行为，使它们如此致命。酞绿、铬黄、镉红是可爱的，但它们的价格却是有害的，它们都是由不同程度对人类有毒的重金属组成的。然而，自然界的许多成员都以令人眼花缭乱的色调出现，同时避免了重金属的陷阱。你可能会问，他们是怎么做到的?我们就不能像他们一样吗?
大多数生物色素不是从零开始合成的，它们通常是从别人那里借来的。鲑鱼的软粉色来自于吃珊瑚壳虾和磷虾。红雀鲜红的羽毛?多汁的森林浆果富含类胡萝卜素这种颜色是从这些生物的分子水平上散发出来的，并不是很持久。它的稳定需要不断的更新。为了寻找更多的持久性，材料科学家一直在寻找更根深蒂固的生物颜色作为灵感。
出于某种原因，自然界中许多蓝色生物是通过结构来呈现颜色的，而不是上面所述的分子方式。以……为例大闪蝶乳白色的翅膀．虽然它们看起来是铁蓝色的，但翅膀本身在传统意义上是无色的。没有蓝色颜料的振动分子。相反，这种颜色来自于蝴蝶表面的组织结构。每只华丽的翅膀上都覆盖着数以亿计的细丝，每条细丝的宽度只有人类头发丝的十分之一。这些无色的结构捕捉光线，就像万花筒的内部，反射和折射光线，直到它返回明亮的靛蓝。大闪蝶翅膀的结构颜色与角度有关，但它会随着蝴蝶的拍打而闪烁和变化。为了寻找更稳定的东西，研究人员研究了高贵的蓝鸟。
“你在自然界中看到的几乎每一种蓝色鸟类的颜色都来自于羽毛中的纳米孔，而不是任何色素，”哈佛大学一个研究小组的负责人Vinothan Manoharan说学习如何创造结构色彩．这些气孔分散在羽毛的表面，“就像你把一堆滚珠轴承扔进一个桶里，不做任何安排一样，它们就会是无序的。”
这意味着，使用他们的方法，理论上可以生产完全不含重金属颜料的化妆品、海报和墨水。这种技术的广泛使用可能会导致一个物体和颜色，非常字面上，不可分割的世界。
蒸发的能量
在自然界中，两个水库之间的任何自发流动都可以用来发电。在河里放一个水车，在光秃秃的山顶上放一个风车，加上一些磁铁，连接一个电路，你就得到了一些电。当人类想方设法为自己的生存提供动力，而又不让这么多泥土穿过大自然一尘不染的圣殿时，有一种方法在很大程度上被忽视了——蒸发。
在某些方面，这是有道理的;蒸发是一个安静的过程。人们几乎没有注意到——秋日清晨，一杯咖啡飘出的蒸汽，夏日倾盆大雨后从屋顶升起的薄雾——这更像是诗人的领地，而不是我们其他人的领地。但是大约十年前，哥伦比亚大学的Ozgur Sahin正在研究细菌孢子的机械特性，突然间，他被一个突如其来的闪电击中。
他的测量结果令他震惊——孢子在小而干渴和大而潮湿之间循环时产生的力量足以像一个强大的、湿度控制的肌肉。他仍然记得当他意识到正在发生的事情时，他感到的敬畏。“这些微小的土壤生物一直携带着这种潜力，却没有被注意到，”他说。下一阶段是创造某种方式来展示尚未开发的承诺——可以在纯净水上运行的机器。
沙欣解释说:“在优秀学生和同事的帮助下，我们花了几年时间才让这些引擎成为现实。”但最终，他的团队创造了一个功能性的引擎原型．这是一个小盒子，一个小盒子装满孢子肌肉 - 细塑料条，涂有孢子混合物 - 跨越空气界面。当循环开始时，盒子顶部的百叶窗闭合，这允许储存器含有肌肉填充水蒸气。水分导致肌肉放松，这打开了百叶窗。随着水从孢子蒸发，肌肉收缩，重置周期。
当肌肉在湿的、干的、湿的、干的循环过程中，只要储水池里有水，它们的运动就会带动一个电磁发电机。沙欣的前同事陈曦是迭代对自然他们试图制造一种人造蛋白质，这种蛋白质甚至比原始细菌孢子的外壳对水的反应能力更强。
考虑到几乎90%的大气水分是空气-水界面蒸发的结果，这种方法如果按比例放大，可能会非常有效。该团队相信他们的技术可以与现有的绿色能源替代品相匹敌，但不存在太阳能和风能的间歇性问题。
蜘蛛丝
新南威尔士大学蜘蛛丝研究实验室的首席研究员Sean Blamires解释说，蜘蛛丝“可以说是自然界最坚硬的材料，并且具有生物相容性和电热导电性等其他特性。”这种非凡的材料有许多特性，使其非常适合各种应用。它的表面化学性质使其成为一种理想的生物相容性涂层，用于植入物，在加速愈合的同时降低了排斥的风险。它超强的强度使其成为下一代假肢中人造肌肉纤维的理想材料，它的生物可降解性使其成为包装的绝佳选择，所以我们终于可以不再把地球上最耐用的材料浪费在最短暂的任务上。
除了太空时代的应用，还有一个更平实的前景——以生物为基础的未来强度、弹性和韧性使蜘蛛丝成为人造纤维(如人造丝)的极具吸引力的替代品。尽管人造丝从技术上讲来自再生木制品，制造工业量的过程令人惊叹。为了从木浆中提取可用的纤维，工人必须施加苛性碱化学品的连续混合，并沿着碳二硫化物的方式暴露，这是一种挥发性副产物，可以通过呼吸衰竭导致所有症状到死亡中的一切。
合成蜘蛛丝解决了所有这些问题。工程细菌产生蜘蛛素，蜘蛛丝的组分蛋白质。然后将这些蛋白质纯化，浓缩，并重新悬浮在水中。当蛋白质混合物通过锥形注射器挤出到盐水溶液中时，它会导致干净，可纺的纤维在其寿命结束时可降低自然产生的酶．这种无与伦比的可持续性吸引了一些知名设计师的注意，比如斯特拉·麦卡特尼(Stella McCartney)，她与一家名为Bolt Threads的公司合作，生产了世界上第一批用这种材料制作的针织帽和网球裙工程蜘蛛丝．
不过，比起最新的网球裙，Blamires更感兴趣的是为什么蜘蛛丝如此独特的坚硬、拉伸和坚韧。他的团队正在研究不同生态系统中不同蜘蛛的产丝情况。他们希望这能帮助他们更好地了解丝绸令人垂涎的特性的进化过程。“我们认为了解天然丝的生产过程及其变化非常重要。我们应该看看大自然是怎么做的，并试图模仿它，”他总结道。这没什么，只要他记得在晚上回家之前，把那个满是大蜘蛛的大房间锁好就行了。
eSkins
众所周知，城市中心是“热岛”，那里的温度比周围的乡村高出几度——这是过去几个世纪以来我们建造城市的方式的副作用。道路是黑暗的，平坦的表面吸收过多的热量。建筑物，尤其是摩天大楼，都有自己的高温高峰期——所有那些中央冷却塔和无数的窗口空调把热空气倾倒在本已闷热的人行道上。
宾夕法尼亚州大学材料科学教授的舒阳，并分析了演变的结构作为优化产品的董事，这座城市热门问题的答案是城市规模的仿生设计．杨的工作侧重于稳态的基本概念，并通过她的合作与生物学家知情。她指出，她的团队“看到了独特的功能，然后展望生物学”，了解如何接近问题。在她的世界里，洞察性的洞察于微型的规模，并被传播给纪念碑。
以办公楼问题为例。大多数老旧的办公室将近40%的电力预算都花在供暖和制冷上。这通常是一个集中的过程，对环境中的微小变化不敏感。阳光直射的角落办公室闷热难耐，而屋檐下的会议室总是需要穿毛衣。杨感兴趣的想法是，如果建筑更像动物——如果它们有一种感知环境的方式——也许它们可以改变自己的行为，从而更适合居住。
为了实现这一目标，杨的团队将生物学与结构结合起来。她的团队对头足类动物皮肤上的彩色结构很感兴趣——这种色素囊可以让生物在最轻微的危险迹象出现时从透明变为不透明。她的团队开发了一种具有类似特性的材料，可以用来微调建筑条件。它可以添加到现有的建筑上，就像第二层表皮，在放松时完全透明，但在拉伸时变得不透明。
在未来，她设想将这种新材料与kirigami设计相结合，利用张力可以创造复杂的三维形状。这可以产生“一面是反射的，但你通常看不到反射”的建筑外观。当天气开始变热时，我们可以倾斜面板来反射光线。”她设想，如果将这些皮肤与能对湿度变化做出反应的材料结合起来，这些皮肤就可以完全自主——也许是前面提到的孢子肌肉?
发光的城市
最后但并非最不重要的是，BioinSpired设计可能是解决广泛光污染的最奇特的方式。
100多年前，即使是大城市的居民也能看到夜空，并对宇宙环境有一些了解，但随着照明的增加，以及最新一代LED灯泡的亮度，许多人担心，在未来，夜空可能只是一个遥远的记忆。
然而，未来可能是一点绿色绿色，具体。灵感来自海洋动物生产的生物发光光，光辉首席执行官桑德拉雷迪设计了一个照明系统是活生生的．
正如蕾伊最近所说彭博，“在海上，这是非常常见的不是非凡 - 所以你必须明白，如果它很常见，这意味着它是高效的。我们背后我们有38亿多年的研发。“
在实验室里，她的团队寻找最强大、最持久、最稳定的生物发光细菌。他们大量培养这些生物，使其在拥挤的环境中生长，从而导致细菌激活释放光的途径。在标准条件下，细菌汤是金黄色的，类似于一块黄色的砖路。但当灯光暗下来，氧气从静止的、芥末色的介质中冒出来时，神奇的事情发生了。液体旋转、闪烁，突然发出磷光。结果是一种稳定、平静的蓝光，给周围的环境带来一种漫步在魔法森林的感觉。
将来，Rey将Glowee的活灯想象为默认选项。该公司计划从城市家具和标牌开始 - 但随着时间的推移，希望重新思考我们在晚上看到我们城市的整个方式。通过这种成就，人类可能会在一个新的光明中完全看。
Michael Shilo Delay和Anastasia Bendebury是科学博客的生物学家和共同创意者，痴迷的科学．在推特上关注他们@Demystifysci．
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