8个仿生学冷知识

1. 我国最早的仿生师——鲁班

我国古代杰出的工匠鲁班,在一次上山砍树时,不小心被一棵小草划破了手,他好奇地摘下草叶观察,发现叶子的边缘有许多锋利的小齿,于是突发奇想,把铁片磨上细齿用来割断木头,从而发明了常用的伐木工具——锯。锯的发明是鲁班从带齿的叶片得到的启发。

8个仿生学冷知识,导弹命名“响尾蛇”

2. 高速运转的恐龙钻头

鸭嘴龙是史前巨型爬行动物,它的牙床上重重叠叠地长了约600颗牙齿,如果上面的牙齿磨掉了,下面的牙齿会补上去。而且它们的牙齿是双层的,外层的牙不能用了,内层的牙齿会自动补上去,继续使用。机械师模仿鸭嘴龙牙齿的排列形状,设计制成了一种恐龙钻头。这种新钻头模仿鸭嘴龙的牙齿,装了两层,内层的齿嵌在较软的材料上,当外层的齿磨坏了不能使用时,钻头继续旋转,就会将这层软材料磨掉,露出内层的齿,于是钻头又可以继续钻进了。这种钻头减少了调换钻头的麻烦,其钻进速度是一般钻头的2倍。真想不到,史前生物鸭嘴龙也能为现代科学技术作出贡献。

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3. 长颈鹿与飞行“抗荷服”

长颈鹿身高在5m以上,头部距离心脏有3m,如果没有高的血压,头部大脑就可能得不到充分的血液。据测定,长颈鹿体内的血压高达46.55kpa(350mmhg),比人的血压高出2倍,其他动物如果血压升到这样的高值,会立即因脑溢血而死亡。长颈鹿为什么不会发生脑溢血呢?原来,长颈鹿的那层紧绷在身上的皮肤能抵抗突然升高的血压。当它低头喝水时,紧绷的皮肤会牢牢箍住血管,不会因血压的突然增加而被胀破。科学家受到启示,发明了一种仿照长颈鹿皮肤的飞行服——“抗荷服”。抗荷服上有一套充气装置,随飞机速度的增高,会自动充入一定数量的气体,压缩空气对血管产生一定的压力,从而使人的血压保持正常。

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4. 导弹命名“响尾蛇”

响尾蛇是一种毒性很强的蛇,它有一种能探测周围环境中温度变化的红外线感受器,长在眼睛与鼻孔之间的颊窝里。由于响尾蛇具备了这种红外线感受器,在黑暗中也能准确无误地捕获猎物。美国的海军武器研究中心,利用这一原理,研制出一种空对空导弹的敏感器件,能够探测来自目标的红外辐射,从而紧紧盯住目标不放,直至把目标摧毁。这种导弹被命名为“响尾蛇导弹”。

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5. 伪装之王变色龙

变色龙学名叫“避役”,它行动迟缓,面目可憎,浑身灰黑色,布满了疙瘩,可是它在一昼夜中能变换六七种颜色。原来,变色龙的表皮上有一个变幻无穷的“色彩仓库”,贮藏着黄、绿、蓝、黑等各种色素细胞,一旦周围的光线、温度和湿度发生了变化,变色龙就随之改变体色。科学家仿照变色龙,制成了一种既能自动改变颜色,又始终与环境保持一致的军装。这种军装用一种对光线变化很敏感的化学纤维织成的布料制成,士兵穿上这种军装,可以放心地从白色的沙滩上登陆,在森林里军装是深绿色,在草地时又变成麻黄色的了。

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6. 鳄鱼“流泪”的启示

凶残的鳄鱼在吞食猎物时,总是流着“悲伤”的眼泪,其实它们是在排泄体内多余的盐分。生活在咸水或海水中的动物,体内都有一种特殊的结构——盐腺,各种盐腺的构造基本一样:中间是一根导管,并向四周辐射出几千根细管,跟血管交织在一起,把血液中多余的盐分离析出来,再通过中央的导管排泄到体外。盐腺是动物天然的“咸水淡化器”。科学家从鳄鱼的流泪中得到启示,模仿盐腺的构造原理,研制出一种体积小、重量轻、效率高、价格低的“仿生海水淡化器”,从根本上解决了海水淡化的难题。

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7. 潜艇的外形像海豚

海豚的游泳速度每小时可达一百多千米,轻而易举地超过现代潜艇的航速,海豚游泳快的秘密在哪里?仿生学家解剖了海豚,发现其皮肤的特殊构造是游得快的主要原因。海豚的皮肤外面的表皮薄而富有弹性,里面的真皮像海绵一样有许多突起,突起之间充满了液体。这种皮肤能吸收和消除阻碍前进的水流漩涡,使水流从它表面顺利通过,因而游得快。仿生学家模仿海豚的皮肤,用富有弹性的有机材料制成一种多层的潜艇外壳,潜艇穿上这层人造“皮肤”,航行时阻力可减少一半,航速提高了1倍。

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8. 啄木鸟与新型安全帽

啄木鸟一天可发出约600次的啄木声,每啄一次的速度可达每秒55km,比空气中的音速还快1.6倍,而它的头部摇动的速度更快,约每小时2 080km,比射出的子弹还要快1倍多。此时,它头部所受到的冲击力约为所受重力的1000倍,而一辆时速为56km的汽车撞在一堵墙上,受到的冲击力仅为所受重力的10倍。为什么啄木鸟头部可以受到那么大的力却不会得脑震荡?原来啄木鸟头部的构造与众不同,它的脑壳非常坚硬,周围还有一层海绵状的骨骼,里面吸附着很多液体,能起消震作用,头部两侧还有强有力的肌肉系统,也能起到防震作用。科学家由此得到启示,设计了一种新型安全帽:外壳坚固,里层松软,帽子下部有一个保护领圈,避免因突然而来的旋转运动所造成的脑损伤。经过实验,比一般防护帽效果好得多。

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