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仿生科学365例

2013-08-03  退休工程师

1、飞檐走壁的手套:飞檐走壁手套的制作,需要采用一种特殊材料,它融合了壁虎脚底部的钢毛结构和荷叶表面的特性,从而生产出可粘住重物的“怪手套”。
2、荷叶与自洁涂料:在显微镜下,科学家们发现原来荷叶面上有许多非常微小的绒毛和蜡质凸起物,雨水落在上面,铺不开、渗不进,只化作粒粒水珠滚落下来,顺道儿带走了荷叶表面的灰尘,从而使叶面始终一尘不染。灵光一闪,科研人员模仿荷叶的自净原理,开展防污产品的研究。这项技术将应用于生产建筑涂料、服装面料、厨具面板等需要耐脏的产品。美国已经开始研究如何将这种自净原理用于汽车制造,使驾车族不必再日日洗车。上海也已研制出具有自洁效应的纳米涂料,其干燥成膜过程中,涂层表面会形成类似茶叶的凹凸形貌,构筑一层疏水层。这样一来,灰尘颗粒只好在涂层表面“悬空而立”,并最终在风雨冲刷中流走了。
3、“波义耳”试纸:波义耳是17世纪英国著名的化学家、物理学家。一次试验时,波义耳不小心把盐酸溅到紫罗兰花上,顿时,花色由紫色变成了红色。之后,他饶有兴趣地取来各种酸做试验,结果发现,各种酸类都能使紫罗兰变成红色。但是,紫罗兰并不是一年四季都开花的,波义耳想了一个办法,他在紫罗兰开花的季节里收集了大量的紫罗兰花瓣,将花瓣泡出浸液来。需要使用的时候,就往被试的溶液里滴进一滴紫罗兰浸液。这就是他发明的“试剂”。之后,他又取来了各种植物进行酸碱试验。其中最有趣的是用石蕊泡出的浸液:酸和碱本来像水一样,是无色透明的,可是,如果在石蕊浸液里滴进酸性溶液,就显出红色;滴进碱性溶液就能变成蓝色。后来,他发明了一个更简便的方法,即用石蕊浸液把纸浸透,再把纸烘干。要用时只需将一小块纸片放进被检验的溶液里,根据纸的颜色变化就能知道这种溶液是呈酸性还是呈碱性的了。波义耳把种石蕊纸叫做“指示剂”,也就是后来人们所说的“酸碱试纸”。
4、水草与不粘锅:鱼缸里有些水草会长青苔,有些不会,原来有些水草具有自洁功能,其表面呈现非光滑形态。“生物非光滑基础理论”是国家重大基础研究项目,科研人员通过对大量生物体表所具有的减粘、自洁功能研究,发现了生物体表防粘功能的重要原因,即:体表均呈非光滑形态。这种形态一方面能减少体表与粘性物质接触面积;另一方面破坏了水膜的连续性,使体表与粘性物质表面间存在空气膜,从而达到不粘的效果。吉林大学曾承担“新型绿色仿生不粘锅”研究开发。该成果是通过对自洁植物体表形态、结构及其不粘行为长期系统地研究提出来的仿生新思想,构建非光滑复合界面,从而实现仿生锅不粘的性能。近些年来,市面上销售的基本是“化学”不粘锅,诸如美国联邦公司生产的“特富龙”。它的不粘原理是在锅表面涂上一层化学物质。而“新型绿色仿生不粘锅”与传统不粘锅相比较,具有绿色环保、耐高温、耐磨耐用、易清洁等优点,对于倡导绿色环保、健康的生活带动厨房革命和创建节约型社会必将起到积极的推动作用。
5、仿生农药:物竞天择,适者生存。草木面对病虫害的侵袭,并非束手就擒的无能之辈。新生的嫩芽是害虫的美餐,但有些害虫一经取食即自取灭亡,因为草木中潜藏着种种“秘密武器”,这被叫做“防卫素”;在业已长大的枝叶中,大量积存单宁,被叫做“拒食素”;在遭受病虫攻击后,树木可生产种种抗生素,使病虫丧失生育和生存能力;有些植物还能分泌“光敏素”,害虫吃下这种含有光敏感素的枝叶会变得十分怕光,无法找到安身栖息的场所。和化学农药比较,植物分泌的杀虫物质不仅具有高效的杀虫功能,而且不危及人畜,不损伤害虫的天敌,不污染环境。可见,模仿植物杀虫物质,开发仿生农药,是有无可估量的效益和前景的。使用化学合成的方法,模拟植物杀虫物质合成和分泌的基因切割出来,置入能高速增殖的单细胞生物体内,大量生产生物杀虫物质,提炼仿生农药,供应农业需求。
6、飞蓬草和车轮:飞蓬草属于菊科,是二年生的草本植物,它的茎直立,可以高达60厘米。每逢夏季开花,花色呈淡紫色,头状花序排列,有的像伞房,有的像圆锥。它生长在山坡、草地、牧场或林带边缘,是野外常见的植物。它的茎、叶可以提炼芳香油,在我国古代许多著名的草药书中都有记载。飞蓬草的学名是蓬,并不会飞,之所以得名飞蓬草,是由于在花枯萎之后,它的根便断开,从而遇风便在空中飞旋,其形貌仿佛是哪吒的风火轮,传说,四千多年前,我们聪明的祖先正是受到了飞蓬草的启发,发明轮子的。有史为证,“见飞蓬转而知为车”,即见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子,从而做成装有轮子的车。
7、钢筋混凝土结构和根系:岁月的年轮定格在1805年,那时候,还没有钢筋混凝土结构的建筑,在当时的法国,有一位园艺师,名叫约瑟夫·莫尼埃,他常常为园艺场中水泥制成的蓄水池和花坛经常被撞坏的事情而烦恼,却又苦于没有好办法来解决。一日,他推着装满花的车,边推边失神地想着,不知不觉,竟又撞上了花坛。唉,不仅再次撞坏了花坛,几盆花也甩出车外,花盆摔得粉碎,郁闷至极的约瑟夫上前去收拾残花,值得庆幸的是,花的根部完好,泥土被根紧紧地箍着,还保持着花盆的模样。看到此,约瑟夫茅塞顿开,既然植物的根系能够使松软的泥土变得坚固,那么,如果在水泥里面掺上类似于根系的东西,水泥不是可以更坚固了吗?于是,他试着用旧铁丝仿造植物的根系织成交叉结构,再用水泥、石子浇铸在一起,砌成花坛、水池。钢筋混凝土结构由此诞生了。
8、音乐给种子做磁疗:音乐可以给植物种子做磁疗,从而促使其生长发育。目前,辽宁省大连市在农村开始推广这项物理农业新技术——声波助长技术。它是通过对植物施加特定频率的谐振波,使植物产生生理共振,从而加快植物体活细胞内生物电流的运动速度,促进植物生长,提高作物产量。据辽宁省农业部门介绍,推广物理农业技术,大力发展物理农业,改变目前单纯靠施化肥、喷农药的化学农业生产模式,对农业健康可持续发展具有十分重要的意义。据了解,瓜果蔬菜听了声波助长仪放出的特定频率的音乐后,生长周期缩短了,产量提高了,口感好了,连病虫害也少了许多。专业人员对大连市长海县的6户实验户进行了测算,他们发现,配备了声波助长仪的瓜果蔬菜平均增产15%以上。同时,辽宁还在一些地区推广了玉米种子磁化器,经过对比试验,经过磁化的玉米亩产量达到650千克,比未经磁化的玉米亩产高出12%以上。
9、光合作用和仿生化妆品:我们知道一棵喜光的植物放置室内,绿叶会慢慢地枯萎,掉落。在室外的绿色植物叶子却翠绿欲滴。这是为什么呢?原因在于,室内植物绿叶的衰落是因为缺少阳光和空气,室外的植物绿叶充分享有阳光和空气,所以油绿饱满。为什么阳光和空气对植物的生长那么重要吗?奥秘在于,阳光照射在绿叶上,绿叶可以通过光合作用把太阳能转变成体内的生物能。绿叶不怕干燥,因为它可以凝聚空气中的湿气并保持水分滋养自身,这就是绿叶在阳光下的秘密。依据绿叶光合作用原理及人体肤质特点,技术人员研制出一种仿生护肤产品,使用它后,白天,肌肤不仅不怕阳光照射,反而可以把太阳能转化成有效营养成分,促进肌肤细胞再生;夜里,活性聚湿因子可以凝聚空气中的湿气,滋润皮肤,使肌肤不会缺水,水分充足,肌肤就显得嫩滑,闪动着光泽。被称为第四代化妆品的仿生护肤品是智能化的产品,具有生物技术、抗衰老和保鲜包装三大特点,代表了21世纪化妆品的发展方向。|
10、光合作用与绿色能源:绿色植物在光的照射下,能合成有机物,把光能转变成储藏于有机物的化学能,这就是光合作用。光合作用的产物,是动物和人类食物的来源,而且人们穿的、用的,也直接或间接地依赖光合作用。人工模拟光合作用,一直是科学家们梦寐以求的理想,各国科学家正从两个方面进行人工模拟。一是人工固碳模拟。他们模拟绿叶利用太阳光把二氧化碳和水转变成碳水化合物。这种模拟一旦成功,就可以为人类提供人造粮食了。另一个是光解水制氢模拟,科学家们用光合反应分解水、放出氢的道理,利用阳光从水中获得能源物质,一旦能利用光合作用获得氢能源,将改变世界能源结构,引发动力工业的革命。

11、含羞草与小肠内视镜:含羞草在受到刺激后会在最快时间内“通知”全体叶片和叶柄,这是怎么回事呢?仔细观察,就能看到在含羞草的小叶片和叶柄、叶柄和茎相连接的部位有一个膨大的部分,它就是含羞草对刺激反应最敏感的部位,叫叶枕。叶柄里充满了水分,并保持很大的压力,当你用手指去碰含羞草的时候,叶枕下部细胞里的水分,马上向上部和两侧流去,于是叶枕上半部分鼓起来而下半部分就瘪下去了,叶柄就低垂下去。叶柄原来是淡绿色,当含羞下垂时,叶柄颜色立即加深,变成深绿色,这就是因为水分分散流开的原因。受到启发的,日本奥林巴斯公司的科研人员研制出了一种可以伸到小肠里的内视镜,在内视镜的筒状部分使用了一种与含羞草叶片表面结构相似的弹性膜材料,它在肠道液体的压力下,会沿着轴向自动伸长或者弯曲,从而使得内视镜的筒状部分与肠道保持统一形状,从而减少检查中肠道的排异感。小肠内视镜除了是一种检查工具之外,它也是一种治疗性工具,对于小肠正在出血的病患可作为止血工具,对于小肠息肉则可作为息肉切除工具。
12、秸杆与夹芯板:秸杆在农村又可以喂猪又可以做柴火烧。秸杆的主要成分是粗纤维,粗纤维的外围基质为木质素,它起着赋予纤维机械强度以及保护纤维素免遭微生物及酶攻击的作用。根据这一结构,科研人员发明了夹芯板。秸杆类物质外壁是质地坚韧的木质素,它可以有效保护内部质地柔软的粗纤维。那么,这种结构有什么用呢?一些建材公司的工程师开始动脑筋了,思来想去,他们根据秸杆的结构和质地的特点,发明了夹芯板。小朋友,你知道夹芯板是什么东西吗?夹芯板的面层常采用金属薄板,芯层则选用硬质泡沫材料,金属面层除承受荷载外,还可保护芯层,使其免受损伤;而芯层除保温
隔热和隔音外,还可将两个面层连接成整体,共同随外荷载。由于夹芯板具有良好的结构性能,近年来在建筑围护结构中的应用日趋增长。夹芯板的面层以金属材料居多,但也可以采用配筋混凝土作为面层,在一些轻钢结构住宅中,楼板或墙板为了减轻自重,也采用夹芯板,不过这种夹芯板以混凝土为外壳,芯材仍旧是泡沫材料。
13、凌霄花与微波收集器:在现代科学技术高度发展的形势下,微波的应用领域,除了人们十分熟悉的微波通信之外,还涉及医药卫生、公路建设、航空航天、环境保护、能量传送,以及人们的生活等各个方面。微波是一种波长从1毫米到1米、频率从300兆赫到300000兆赫的电磁波。它和无线电波、红外线、X射线等都是电磁波家族的成员。正是由于微波的波段跨度大,所以,高度灵敏的微波收集器就显得格式重要。凌霄花形似钟,又似喇叭,开口广大,尾部狭长,这个结构,可以更充分地吸收大自然的能量。科学家从中深受启发,模拟凌霄花的形状制成了微波收集器。阔口窄尾的微波收集器,灵敏度异常高,可以尽可能搜索到目标微波,并把微波承载的能量、信息收集起来,根据实际需要,或存储下来当作绿色能源,或将其转换成数字信号,收看视频节目
提供科学研究的样本等。
14、茅草与锯子:2000多年前,鲁国有一个手艺高超的木匠,名叫鲁班,他被后人誉为木工的祖师爷。一日,君王命令他修建宫殿,并对其限以时日,在那个时候,锯子还没有出现,木匠伐木都用斧子。用斧子伐木,不仅速度慢、费力,而且切口不平整。眼看君王规定的工期越来越近,鲁班真是焦急万分,但又一筹莫展。一天,他带领众工匠上山伐木树,在山林中穿行时,鲁班的手指蹭过几楼丝茅草后,竟然被划开了严整的口子,顿时鲜血隐出,他觉得奇怪,一片柔弱的草叶怎么会有如此威力呢?经过仔细观察,他发现草叶子的边缘的形状,将铁条依样打磨,打磨后的细细铁条,果然神奇无比,伐树锯木飞快异常,随后,经过不断地改良,锯子终于诞生了。
15、车前草与建筑:生于田野畦畔、山浦路旁的车前草,是典型的建筑仿生对象。车前草的叶子自根茎呈放射状而簇生,叶面呈卵形或椭圆形,排列十分规则,一般呈螺旋状排列,夹角为137°3030″。只有这样,每片叶子才能得到最多的阳光照射,正因为如此,车前草的生命力非常旺盛,繁殖能力也很强。建筑设计师们向车前草借鉴了吸收日光辐射最大化的叶片结构原理,匠心独具地建造了一座13层的建筑。整座建筑的最大特点是它不同于一般楼房的南北朝向,它的各个房间的分布仿造车前草叶面,呈现螺旋状排列。采用这种恰当的角度布局,可以使得每间房间都可以得到最为充足的阳光,从而使每间房屋在一年四季中都可以得到阳光的照射,彻底地解决了一般建筑采光不均匀的问题,成为深受人们欢迎的“采光”建筑。
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、麦秆与自行车:当你每天早晨骑上自行车去上学的时候,你是否想过自行车的车架,为什么设计成了空心管子?从德莱斯制成了世界上第一辆自行车以来,人们不断地对自行车的样式、材料进行改良,但不管哪种自行车,车架都是用很薄的空心管子做成的。车架是自行车的骨骼,因此要求有足够的强度。原来,空心管的灵感正来自于大自然的麦秆,你看,一根细长的小麦秆,能够支持比它重几倍的麦穗,奥妙就在于它是空心管子,原来,任何一块材料遇到外力发生变形的时候,总是一边受到挤压力,另一边受到拉伸力,而材料中心线附近长度基本不变,这就是说,离开中心线越远,材料受力越大,空心管子的材料的强度几乎都集中在离中心线很远的边壁上,因此,它比一根同样重的实心棍子的强度要大得多。
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、植物与迷彩服:以墨绿色模拟草地丛林色,浅绿色模拟经光照的叶子的颜色,褐色则模拟树干色,黑色模拟阴影。于是,便产生了利用以上不同色块构成的新型军服——迷彩服。迷彩服是一种利用颜色色块使士兵形体融会于背景色的伪装性军服。如今,迷彩已不仅仅是在士兵的军服和头盔上使用,各种军用车辆、大炮、飞机等军用器材装备上也普遍涂上了迷彩色的材料。
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、人工酶与化肥:生物体内的成千上万种化学反应都是在酶的催化下进行的。酶催化反应的特点是在常温、常压下,在一个很复杂的混合体系中专一地、高效地、有条不紊地进行。其高效性就是指强大的催化能力。例如,同样是催化过氧化氢分解为水和氧气,过氧化氢酶的催化效率比一般无机催化剂高一千万倍。化学仿生学的任务之一就是仿照天然酶合成出人工酶。通过从生物体内分离出某种酶之后,研究清楚其化学结构和作用催化剂的催化机理,在此基础上设法人工合成这种酶或其类似物,用以实现相应的酶催化反应而制得相应的产品。在这方面已取得成果的例子有:人工制得了合成氨基酸的酶,也制得了消化蛋白质用的常见的酶等。在这方面,对固氮酶的研究是一项非常重要的工作。固氮酶是豆科植物根部产生的一种酶,它在常温常压下就可以使空气中的氮气与某些含氢物质发生反应,变成氨提供给植物作氮肥,因此,模拟固氮酶研究如获得成功,将是化学仿生学上的一个十分重大的成果。
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、年轮与材料:树木的年轮是以髓部为中心,呈圆锥套状一层层地向内增加的。科学家发现,木材以髓心为中心,形成12-13个生长轮,生长轮的宽度逐渐减小,以后大致一定;而且,从髓心到树皮,木纤维的长度逐渐增大,木材密度也逐渐增加。作为木材年轮基础的纤维细胞壁中的纤维分子聚合成束状,成为微纤丝。微纤丝之间是半纤维素和木素。木材纤维细胞壁的这种精细结构和整体的年轮状结构,使得木材具有优异的力学性能。目前的大多数合成材料是利用模具通过加压加工而成的,这种材料容易在不同材料的连接处或者在层间发生应力集中。而生物材料的层状结构是生理系统在温和的条件下无粘结的缓慢而渐进形成的。模拟这种连接,可以避免层间的应力集中。科学家们正在研究开发仿年轮结构的壳聚糖棒材。这种材质具有同心筒状层叠结构,具有较高的力学强度,远远大于松质骨的弯曲强度要求,接近皮质骨的弯曲强度要求,一经使用,有望作为骨折处的固定材料。
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、人工合成植物激素:高等植物的生长发育是一个复杂的过程,一方面需要一定的外界条件的配合,另一方面还直接受体内激素的控制。尽管植物激素种类繁多,但是它们有共同的性质:都是植物身体自己合成出来的,只要很微小的浓度,就能够对植物的生长发育产生很大的影响。各种植物激素被陆续发现以后,科学家们就自然想到了人工合成植物激素,用来控制植物的生长。于是,有很多人工合成的植物激素应运而生。科学家们把这些人工合成的化学物质叫做植物生长调节物质。到现在,人工合成的植物生长调节物质已经有100多种。由于这些生长调节物质的应用,使农业有了新的发展。其中最为人熟知的就是矮壮素,它能使植物矮化、基杆变粗、叶片变密、根系深扎。同时还具有延缓种子萌发和改变植物开花期的本领。正是因为有了它,在隆冬季节里,人们才可以吃上温室里美味多汁的新鲜西红柿。
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、人造食品与气味仿生:全世界每年消耗的粮食总计达12亿吨,足以在赤道上用粮食铺就一条17米宽、1.8米厚的环形公路。随着人口的日益激增,每年,这条粮食的公路都要增长1000千米。俗话说,民以食为天,解决全世界人口的吃饭问题,显得十分必要,如今,科学家们已经将研究的视野伸到了人造食品领域。人造食品,首先要解决的是气味和口味的问题。气味化学是食品工业重要的仿生领域。要模拟天然水果、蔬菜、肉类的气味。首先得对天然物进行完整的分析研究。科研人员先把天然食物的气味收集起来,再用相关仪器进行分析,得出试验报告。但因为仪器的灵敏度远不如人,所以,下一步还需要人鼻子把关。得出了天然物的气味成分,食品调配师就能采用人工化合物,调配出足以乱真的气味,采用相似的原理,科学家们同样可以模拟成食品的口味。解决了气味口味模拟问题,再把各种人体必备的营养成分加以科学搭配,便可以制成色香味俱佳的人造食品了,我国传统饮食中的素鸡、素火腿等素菜荤味,正是借鉴这一科学原理制成。
22、杉树和电视塔:云杉耐阴、耐旱、耐寒,生命力极为顽强。它生长于高寒湿润之巅,树势刚直不阿,呈现出一派傲霜斗雪之气势。云杉之所以可以适应山上长年累月的狂风袭击,达到数百余年的树龄,与云杉树干的整体构造是分不开的。其树干底部直径显著增大,形成一个圆锥形,此外,根系极为发达,人们模仿云杉对大风的适应性特点,把建造在山顶上的电视塔设计成类似圆锥体,就能抵抗住大风袭击。即使是风速达80/秒的恶劣天气,电视塔仍能够岿然不动。
23、西瓜瓤与高吸水树脂:仿西瓜瓤的高吸水树脂,又称为超高吸水聚合物,或超级吸水剂,是近年来国内外开发的一种新型材料,高吸水树脂与传统的吸水性材料不同,它是一种含有强亲水性基团、并有一定交联度的高分子材料,它不溶于水,也不溶于有机溶剂,但与水接触后能在很短时间内溶胀,可吸收自身重量的几百至几千位的水分,吸水速度可在数秒内生成凝胶,并且保水性强,即使在受热、加压条件下也不易失水,对光、热、酸碱的稳定性好,具有良好的生物降解性能。保水能力又强,并可反复使用。高吸水树脂应用领域甚广,在农业部门里,用高吸水树脂制成的蓄水材料已在沙漠干旱地区的农林业中得到应用;在医药部门,可制作纸尿布、纸巾等;在石油化工行业,可以用于油水分离,进而回收废油;在轻工行业,可制作保鲜材料,例如做成保鲜袋,既能吸收食物中有害物质,又能调节环境温度从而起到对蔬菜、水果的保鲜效果;另外还可用于奶制品生产中提高固体含量。总之,高吸水树脂作为一种高分子材料,已经显示出它的巨大作用,并充分显示出广阔的发展前景。

24、羽茅草与桥梁:有些植物的叶子很薄、很大、很长,但能挺拔地伸展在空中。这是为什么呢?如果仔细观察可以发现,这些植物叶子的边缘常是卷曲的,甚至卷成筒形,诸如羽茅草等禾本科植物的叶子。这种形状,可以增加叶片的强度和稳定性,使叶片能够挺拔生长。根据这种原理,建筑师们发明了筒形叶桥,这种结构的桥梁,既坚固实用又节省原材料。其中,最为成功的范例,当数横跨博斯普鲁斯海峡、沟通欧亚大陆的筒形大桥。博斯普鲁斯海峡连接黑海和地中海,其扼欧亚两洲咽喉要道的地理位置,决定了在此架设大桥的必要性。又由于海峡全长仅30千米,最窄处小于1千米,因此架设州际大桥成为可能,为了兼顾大桥性能的安全稳固以及耗材的经济实惠,设计师采用了筒形构造。如今,可谓“一桥飞架南北,天堑变通途”,它业已成为一座沟通东西方的新型海上“丝绸之路”了。
25、王莲与建筑:王莲原产于南美洲亚马逊河流域,它的直径可达1.8-2米。这种叶子的背面有粗大的叶脉构成骨架,其间以镰刀形小叶脉横隔相连,叶子里的气室使得叶子稳定地浮在水面,具有很强的支撑力。王莲叶子的结构原理已经应用于城市建筑。工程师们参照王莲叶子的结构特点建成的体育馆大厅屋顶,既具有足够的牢固性,又免除了许多梁柱,使观众可以很方便地观看比赛。这不禁令人想起1851年英国世博会“水晶宫”设计师约瑟芬·帕克斯顿的话语:“惟有自然才是真正的工程师”。当年,这位园艺师正是模仿植物王莲叶脉的结构,创意设计了一座以钢铁和玻璃为建材的“水晶宫”,“水晶宫”是一座顶棚跨度很大的展览大厅。整座建筑既轻巧、雄伟又经济耐用,它不仅成就了那届世博会,而且构建了近现代功能主义建筑的雏形。
26、细胞膜与潜水面罩:细胞是构成生物体的结构与功能的基本单位,细胞由细胞膜、细胞质、细胞核构成。细胞膜是整个细胞的“忠诚卫士”,它担负着把关的重任。凡是细胞生长需要的营养成分,均可以通过细胞膜长驱直入;若是有害物质、多余成分,就会被死死拦在外面。细胞膜可真是细胞茁壮成长的“安乐窝”啊。比如海带,通过其细胞膜的选择性吸收,能从海水中富集碘,使得自身的碘含量比海水中碘的浓度高千倍以上;大肠杆菌体内外钾离子浓度差达3000倍等,这些生物都靠细胞来进行调节控制。人们设想,如能模拟细胞膜的这种输送、分离功能,合成一种高效、选择性强的分离膜,将会研制出一种物质分离、提纯更为快速的全新途径。这对于人类开发利用海洋资源,提取微量元素,海水淡化、污水处理等方面大有帮助。目前,科学家们正在研制一种新型的潜水面罩,它利用细胞膜的原理,可以将水中的氧气析出,如果研制成功,潜水员有望不用背着氧气瓶下水了。
27、向日葵与房屋:向日葵又名朝阳花,众所周知,它的最大特点就是向阳而生,以便吸收到尽可能多的太阳光。德国的一位建筑师从向日葵上获得灵感,建成了一幢能随太阳转动的房子。房子形状像金字塔,重180吨,建在一个水泥平台上。转向架的基座是位于地下室内、用6根柱子支撑的环形轨道。最为神奇的是,它装有如同雷达一样的红外线跟踪器,只要天一亮,房屋上的马达就开始启动,使房屋迎着太阳缓慢转动,始终与太阳保持最佳角度,使阳光最大限度地照进屋内。夜间,房屋又在不知不觉中慢慢复位。这种建筑能够充分利用太阳能,保证房屋的日常供热和用电。因为在房顶上安置了太阳能电池和聚光镜,所以建筑物能将光能储存起来,供阴雨天和夜晚使用。由于采用了“金字塔”式结构,房屋还获得了最大使用空间,真可谓构思巧妙、匠心独具。
28、人造橡胶:天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取出来的乳状物质。胶乳贮藏在树皮韧皮部的乳管里,把树皮割开,牛奶般的胶乳靠乳管本身及周围薄壁细胞的膨压作用,就会不断地流出来。清晨是这种膨压作用最大的时候,所以割胶都选择在早晨,一般要求67点钟以前完成。到了9点以后,橡胶树的光合作用开始了,叶面上的气孔开放,树内水分蒸发增强,内部的膨压就减小了,出胶也就少啦。天然橡胶的耐冷性、耐热性都很差,加之成本高,因此无法广泛被使用。18世纪后,人们开始研制人工橡胶。经过诸位科学家的共同努力,天然橡胶的分子构成被揭密,20世纪初,德国IG公司的霍夫曼用甲基丁二烯为原料聚合制成人工橡胶,较之天然橡胶,它具有耐热、不易变硬、耐磨的优势,此后,橡胶逐渐被广泛应用。
29、植物与扫雷:研究人员表示,掩埋在地面下的地雷会散发出二氧化碳气体,而某些植物基因对二氧化氮气体非常敏感。在与受二氧化氮污染的土壤接触3-5星期后,含有这种基因的植物的叶子会渐渐地由绿色变成红色,这样,人们就可以通过观察地面上的植物生长状况来判断地面下有没有地雷。因为这种基因在一年中的大多数时候是处于关闭状态的,因此为了让植物能够持续“扫雷”,科研人员培育出了一种经过基因改造的阿拉伯芥,这种植物能对埋藏在地面下地雷释放出的气味作出明显的反应。据统计,世界各国境内埋藏的地雷超过一亿枚,清除这些地雷既困难又危险。而运用植物来协助搜寻地雷,将大大提高扫雷的效率,并将伤亡系数降到最低。人们所需做的,仅仅是用飞机播撒植物种子而已。阿拉伯芥将有助于探测在阿富汗、伊拉克、安哥拉和柬埔寨境内广布的地雷。
30、竹子与超高建筑:竹子的整体结构是一个由基部向上逐渐递减的圆锥形空心结构,它柔中带刚。竹竿每隔几厘米至十几厘米,便有一个竹节,由节的横隔壁组成一个纵横关联的整体,这对中空细长的竹竿的刚度和稳定性,起着重要作用。带节的竹竿与不带节的竹竿相比,其抗劈开强度和横纹拉伸强度分别提高了128.3%49.1%。如今,在高层建筑领域,这种仿竹状薄壁带节的结构被普遍使用。近年来各国摩天大楼如雨后春笋,大多数采用圆筒结构形式。最负盛名的当数华人建筑大师贝聿铭设计的香港中国银行大厦,它高315米,共70层,堪称仿竹建筑杰作。其他的著名建筑如慕尼黑BMW公司25层办公楼,用四个结构圆筒作为整个建筑物的支撑并兼有竖向交通的功能;美国芝加哥第一联邦银行大楼60层,从外形可以看出高楼上均有竹节的水平结构层,这种水平的结节又往往和设置层结合起来,从而实现功能与结构的完美统一。
31、植物的茎、根和铜芯铝绞线:我们平常看到的树干,它的学名叫“茎”。在树的身上,“茎”的作用可大了!它除了要抵抗弯曲,防止大树被风吹倒,还有更重要的事,那就是从根那儿运送养料到树冠,让大树长得更高更大。你知道树干为什么能有这么大的作用吗?植物学家告诉我们:树干最关键的部分主要是集中在外围。其中,树皮专门用来输送营养物质,而支撑大树的任务是靠树干的外层来进行的。大树外紧内松的结构使大树非常强壮,能最大限度地伸张和抵抗压缩。至于树心的部分,则非常疏松,有时候根本就是空的,所以说,这就是为什么树“只怕扒皮、不怕空心”!当然,要大树能健康地生长,根也功不可没。由于特殊的拉伸的需要,它们的结构和茎完全相反,内紧外松!模仿着大树根、茎的结构,人闪发明了铜芯铝绞线,这种线既有良好的导电性,又能抗拉。
32、叶子和墙壁通风孔:植物的叶子看起来普通,可是,里边藏着好多“天机”。为了看到叶子的真面目,生物学家们找来了显微镜。在显微镜下,专家们惊奇地发现:叶子上到处都是很小的气孔,而且密密麻麻地排列在各个细胞之中。这么多的数量,我们用肉眼却丝毫不能察觉它们的存在。这些气孔对植物来说,具有非常重要的作用,它们的职责主要是蒸发水分,保持植物体内水分的平衡。如果进入植物体内的水分多于蒸发掉的,气孔的口便会大开,把多余的水分继续蒸发出去。若植物体内水分不足,特别是有些生长在旱地的植物,在感到“口渴”的时候,它们常常把气孔关闭,以避免水分的流失。植物气孔自动开合的特点让建筑师们喜出望外,他们正考虑为建筑物的墙面也设计出类似的通风孔,这种通风孔能根据空气的状况自动调节室内的湿度。
33、鸽子与预警雷达:鸽子的视觉特别灵敏,被人们称为“神目”。它的视网膜主要由外层的视锥体、中层的双极细胞以及视顶盖构成。能对亮度、边缘、方向以及运动等发生特殊反应,所以,每当在一个方向上,有一只鸟在飞,它很快就会察觉到。在反复实验和观察之后,人们发现:鸽子只能看见自上而下飞行的物体,而对飞向空中的物体,它完全“视而不见”。根据这个原理,科学家们正在研究制造“电子鸽眼”,它可用来测定在一定方向上飞行的物体。如果把“电子鸽眼”用于预警雷达系统,它就能够提高雷达的探测能力。而运用在计算机里,则可以帮助计算机在运算的过程中,自动地消去一些不必要的数据。说到这儿,小朋友,你还能想到“鸽眼”的其他用途吗?
34、海鸽与侦察机:如果你看见过海鸽,那一定对它们身体下边的羽毛印象深刻吧,那儿的羽毛就像雪一样晶莹洁白,所以,许多人把它们叫做“人间天使”。在波澜壮阔的的大海上,这群“天使”总是不知疲倦地把它们健美的身姿展现给人类,它们盘旋、俯冲、快速飞升。让人们非常羡慕的是:无论什么时候,海欧总会灵活地调整它们的翅膀,飞到它们想去的地方。这一点,能让你想到什么呢?在美国,研究人员根据海鸥带来的灵感,设计出了一种新型的无人侦察飞机。这种无机机最大的特点是:它的机翼就像海鸥一样,能在飞行中变形,改变飞行的稳定性和灵活性。无人机可以沿着城市林荫飞行,也可以在高楼大厦间穿行,它们的机动性相当好,可以在1分钟内做3个360度的滚转,相比之下,有些战斗机就逊色多了,据说,一架F-16战斗机在1分钟内只能做1个翻滚。
35、鸡蛋和建筑:一个鸡蛋,看起来普普通通,可是,这里边的学问可深了。先说蛋壳吧,如果你用手使劲捏一枚鸡蛋壳,按照力学原理,你所用的力量会分散在鸡蛋壳的各个部分,也就是说,你的力气被鸡蛋壳神秘地分散了,另外,蛋黄和蛋白也有抗震的作用,这样,鸡蛋壳的精巧结构完全可以让你在它面前无能为力!现在,建筑大师们根据鸡蛋所赋予的灵感,已经设计出来各种各样的“鸡蛋”式建筑。这些建筑不仅外观美,而且节省材料,具有一定的抗震性能,就像意大利罗马城的大小体育馆。还有一种更奇特的建筑更像鸡蛋,它的外壳是用钢铁建造的,“蛋白”部分是耐高温的玻璃、石棉,人则居住在蛋黄部分,据说,这种房屋的抗震性能特别好,即使震翻了,它也能自动恢复过来。
36、猫头鹰和飞机:猫头鹰是当之无愧的“世界公民”,除了北极以外,你在世界各地都可以看到它们的踪影,猫头鹰的头骨不对称,这让它们的两只耳朵不在同一水平线上,但是这一点恰恰有利于它们根据地面猎物的声音来确定准确位置。还有一点,不知你想过没有,既然是在夜间活动,那么,如果猫头鹰飞起来的时候发出巨大的声音,那猎物是不是就会立刻逃跑了呢?猫头鹰岂不是会扑个空!事实上啊,猫头鹰飞起来的时候,噪音是很小的,因为猫头鹰的翅膀表面有很多的绒毛,绒毛相互滑动的时候悄无声息,而且猫头鹰的羽毛还有特殊的齿状结构,这些都能帮助它消除噪音。这个能为人类提供什么启发呢?聪明的人类做出了锯齿形状的翼片,把这种翼片安装到飞机上,就能减少飞机高速行进时制造的噪音。
37、鸟巢与体育馆:鸟儿是人类的朋友、春天的使者,也是大自然的建筑大使。缝叶莺会缝叶成巢,营冢鸟能造出恒温的巢,燕子会用泥丸垒成巢,骨顶鸟会造浮巢……最精美的鸟巢就数织布鸟编织的瓶状巢了,它撕取长条的树状纤维,像织布工人那样用嘴和脚灵巧地穿针引线,并适时地打结而成坚固的编巢,如果在编巢时遇到大风,织布鸟还会衔一些泥团来“镇风”呢!鸟巢的艺术让建筑师们浮想联翩,他们思考着如何借鉴大自然给的建筑灵感,现在,这种设想已经有些成果了。2008年北京奥运会的标志性建筑——国家体育场就是一个“鸟巢”式建筑,结构的组件相互支撑,形成了网络状的构架,它就像树枝编织的鸟巢,简洁而典雅。
38、鸟语和广播台:人有人声,鸟也有鸟语。鸟语可不只八哥学人说话这么简单,鸟儿们平常说的东西可多了。曾经有位动物学家通过研究乌鸦的叫声,编出来一本“乌鸦词典”。当人们一播送乌鸦遇到危险时的录音的时候,其他的乌鸦一听就会立即吓跑。人们对鸟语的研究有一个最重要的应用——“鸟语”广播台。这是怎么回事呢?在飞机起飞以后,小鸟几乎可以说是飞机的天敌。它们能像子弹一样把飞机打穿,还能击毁发动机,也能击穿驾驶盘舱的挡风玻璃,更严重的时候,还能使飞机坠毁。为了保证飞机的安全,人们模仿着鸟惊恐的时的叫声,设立了专门的“鸟语”广播台,当鸟儿听到这种声音的时候,很快就会飞到别处去了。
39、信天翁与海水淡化:信天翁是从北极飞来的呢!它们有特殊的本领能把海水淡化。人们以前想到的是用太阳能淡化,冷冻淡化法、蒸馏淡化法能等方法来淡化海水,可是这些方法都不能令海员们满意。现在,科学家们从信天翁那里得到了一些灵感。信天翁在长途飞行的时候,是靠着鼻子里不平常的滤盐器,把海水的盐分除去的!目前,人们正在着手研究信天翁的海水淡化系统,试图模拟创造出体积小、重量轻、效率高的淡化技术。
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、鹰眼和导弹:科学家们经过对鹰眼的研究,发现鹰的眼睛与人类大不相同,它们是用低分辨率、宽视野的部分搜索目标,而用高分辨率、窄视野的部分仔细观察已经发现的目标,而且,在鹰眼中还有一个梳状突起,它能使鹰看见了东西更清晰。自从鹰眼的结构发现之后,人们就开始设想着模仿鹰眼制造出一种“鹰眼导弹”,它能像鹰一样自动寻找和识别打击目标,并能自动跟踪目标直到攻击成功为止,此外,还可以制造“电子鹰眼”,用它们来控制远程激光制导武器攻击目标。
41
、食鱼蝙与海军飞机:当食鱼蝙沿着水面飞行的时候,它们向水里发射强有力的超声波,它们会向水里发射强有力的超声波,当超声波碰到鱼身上的时候,就会立即发生反射,即使反射回来的超声波由于“路途”上的消耗,已经变得非常微弱了,可是食鱼蝙还是能够用它的“千里耳‘听到超声波,然后,它们会迅速准备好粗大的后脚,弯曲锐利的爪子,在海里把鱼逮住,边吃边飞。军事学家们试图模仿食鱼蝙的“回声定位”本领,为海军飞机装载特殊的仪器,这样,海军飞机就能够有效地拦截水中的潜艇了。
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、蝙蝠和雷达:蝙蝠的嘴巴和鼻子上长着一个怪异的“鼻状叶”结构,周围还有皮肤“皱纹”,这些组成了一种奇特的超声波装置,当蝙蝠发射超声波的时候,超声波碰到飞舞的昆虫就能立刻反射回来,这时,蝙蝠就知道:周围有吃的了。它们只需要快速地行动起来,就能美美地饱餐一顿。蝙蝠的这种本领叫做“回声定位”。在第一次世界大战期间,人们根据蝙蝠的“回声定位”原理发明了雷达,雷达能及时探测出敌机的方位和距离,以便发出警报,然后进行狙击。来自英国利兹大学的研究人员大胆地进行了尝试。他们研制成功一种“蝙蝠拐杖”,这种特殊的拐杖能发出一种人耳听不见的声呐波,通过震动的强弱,帮助盲人探测障碍物的远近。
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、蝙蝠与着陆设备:蝙蝠看起来像鸟,可是它不是鸟;它的前肢看起来像翅膀,可是那个东西与翅膀完全不同。那是因为,在蝙蝠的前肢的长趾间有层皮膜,皮膜与长肢共同构成特殊的“翅膀”,使蝙蝠能够像鸟一样在空中自由地飞行。科学家设计出一种叫“蝙蝠翼”的着陆设备,以帮助飞行员遇到意外时安全着陆,它像降落伞一样,能够折叠起来备用,可是,比降落伞用起来灵活得多,它能让飞行员随便选择着陆地点,有时甚至可以垂直降落。
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、苍蝇和气体分析仪:苍蝇是有名的“逐臭大师”,你仔细看看它的头部吧,它的鼻子就长在头部的一对触角上。一旦有气味飘入“鼻孔”,鼻子上的一些神经会进行非常灵敏的反应,并且立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑,经过分析处理,苍蝇就可以分辨出不同的气味了。仿生学家们仿照苍蝇的嗅觉原理,设计出气体分析仪,它可以用来检测宇宙飞船的座舱里气体的成分,同时,也可以测量矿井和潜水艇里的有毒气体,及时发出警报,以提示人们紧急处理危险事宜。
45、苍蝇和新型导航仪器:在苍蝇的翅膀下边,隐藏着一对很小很小的平衡棒,它的样子酷似触角,这是干什么用的呢?昆虫学家们把它叫做楫翅,它除了能帮助苍蝇从地上飞起来,更重要的是,它能保证苍蝇在飞行的时候保持航向而不偏离目标。也可以说,它是苍蝇的天然导航仪。苍蝇的导航仪比人工制作的导航仪要小而精致得多,于是,一些科学家模仿苍蝇的导航系统,研制成功了振动陀螺仪,这种陀螺仪小得可以装入一只茶杯,但是准确性就比普通的陀螺仪好很多,在它的基础上,后来人们又陆续研制出更精准,更先进的陀螺仪,并且把它装在高速飞行的飞机和火箭上面,这样可以避免危险的“翻滚”飞行,让飞机保持平衡。
46、苍蝇和照相机:苍蝇的一只复眼是由4000多只小眼组成的,这些小眼睛组成一个蜂窝一样的形状堆积在苍蝇的头两边。复眼对苍蝇的生活来说可重要了,苍蝇身上的许多部分都是与复眼直接相连,复眼看到目标之后,苍蝇就立刻出动,干起新的坏事。可别小看苍蝇的复眼,它们观察物体比我们人类还要仔细和全面。每秒钟闪烁60次的日光灯,你也许根本无法察觉,可是苍蝇却能够不费吹灰之力地看出来。人类对苍蝇眼睛的研究至今,收藏非常丰富。人类对苍蝇眼睛的研究至今,收获非常丰富。美国人根据苍蝇复眼的原理发明了“蝇眼”航空照相机,这种照相机一次能拍摄1000多张高清晰照片。天文学也有一种叫做“蝇眼”的光学仪器,这是一种在无月光的夜晚也能够探测到空气簇射光线的仪器。这种仪器的多镜面光学系统正是根据苍蝇复眼的结构设计的。
47、蛾子与害虫防治:一天晚上,小兵捉到一只大蛾子,把它关在一个早就准备好的小铁丝笼子里,他把这个笼子放到田中间。过了一会儿,小兵发现,有好多蛾子在围着笼子飞。当他把这事告诉爸爸的时候,没想到,爸爸竟然笑起来了,爸爸说:“你一定是把一只母蛾子给关起来了,所以来了好多公蛾子,它们要‘英雄救美’。蛾子之间啊,会发出一种特殊的气味,公蛾子就是顺着气味而来的。”当人们破译了蛾子的这种特殊的语言之后,就研制出了“仿生诱芯”。他们把这种合成的化学药品放入一个硅橡皮塞中,然后在外面罩一个诱捕器,让特殊的气味缓缓释放,这时,果然有大量的公蛾子自投罗网,这不是一种很好的消灭害虫的方法吗?目前,我国已研制成功60多种“仿生诱芯”,用作农林害虫的测报和防治。
48、蝗虫和扇形窗篷:不管是在城市还是在农村,蝗虫在人们的眼里都是魔鬼,它们能从很远的地方集体出动,飞到千里以外,把当地能吃的东西席卷一空。有些人很纳闷,为什么蝗虫能经常作长途旅行呢?它们的飞行本领看起来比一般的昆虫厉害得多!科学家们思来想去,在蝗虫的翅膀上发现了一些线索。蝗虫的翅膀宽大而轻巧,直翅上的脉络像辐射一样排列,其中的横向的脉络也是成行地排列,这样的结构使得翅膀折叠起来的时候,翅脉既不弯曲,也不旋转,就像扇子一样。把翅膀打开的时候就如同把扇子打开,收拢的时候像扇子那样折叠就可以了,有这样的翅膀,再加上发达的飞翔肌肉,这就成就了蝗虫的长途飞行。人们模仿蝗虫的翅膀张合的原理,设计出一种扇形的窗篷,这种窗篷能有效地防止日晒雨淋。
49、蝴蝶与卫星控温系统:就蝴蝶来说,它的法宝就是身上的鳞片,每当阳光直射,气温上升的时候,鳞片会自动张开,从而减少对热能的吸收;而当外界气温下降时,鳞片会自动闭合,从而反温度控制在正常范围内。科学家依照这个原理,为人造卫星设计了一种好似蝴蝶片般的控温系统。当人造地球卫星受到阳光的强烈照射时,卫星表面温度会高达2000℃,这时控温系统可使卫星的温度自动下降到合适的范围内,避免高温烤坏各种仪表;而在阴影区域,卫星表面温度下降至-200℃左右的时间,控温系统的调节避免了低温冻坏各种仪器。
50、蝴蝶和防伪纸币:科学家通过研究大凤蝶发现其翅膀颜色本来是黄色和蓝色的,但是,在一般人看起来,它却是绿色的,这是为什么呢?原来科学家发现在显微镜下:蝴蝶翅膀上有很多很小的下凹的小坑,小坑底是黄色的,而坑的斜坡上是蓝色的,当阳光照射在蝴蝶翅膀上的时候,由于发生光的折射作用,人眼看到的蝴蝶翅膀上的时候,由于发生光的折射作用,人眼看到的蝴蝶就是绿色的。根据这个现象,人们在纸币或信用卡上也设置了许多小坑,这样,无论假币有多么逼真,都难逃光学设备的“法眼”。
51、山兰凤蝶与光学设备:山兰凤蝶生活在南半球的岛国——澳大利亚,它们在花花绿绿的蝴蝶世界中有独一无二的特色——雄性山兰凤蝶的翅膀有鲜亮的蓝色,周边镶嵌有黑色。你知道最奇怪的是什么吗?如果它们翅膀上的黑色部分越黑,那么,它的蓝色部分看起来就越艳丽。关于这其中的原因,科学家们说:这是山兰凤蝶翅膀上的黑色在搞鬼,黑色素的微细鳞片结构能够“捕捉”光,由此形成了一种比黑色还要黑的“超黑色”,虽然这种颜色听起来有些吓人,然而,它可是光学设备的宠儿,以前,人们很难制造出“超黑”,所以,光学设备在应用起来的时候,总是那么不尽如人意,现在,有了山兰凤蝶带来的启发,相信“超黑”的难题很快会迎刃而解,此外,有些艺术家对“超黑”的黑色颜料很感兴趣。
52、蝗虫和避免撞车功能:密密麻麻、遮天蔽日的蝗虫是如何避免与同伴相撞的呢?原来,蝗虫在飞行的时候,具有一种能躲避其他运动物体的特殊功能。实验表明,这种功能即使是对飞驰而来的汽车也会有最敏感的反应。据说,这些科研人员正在根据蝗虫的这个特殊本领,着手研究开发车用行驶监视装置,以帮助减少公路上危险的撞车事故。
53、屁步甲炮虫与武器:当有“敌人”对屁步甲炮虫“虎视眈眈”的时候,它就会放出恶臭的“炮弹”来吓唬敌人,它们的炮弹有时候还能把对方给“臭晕过去”。屁步甲炮虫为什么会有这等本事呢?科学家发现,这种“炮弹”里的液体是二元酚、双氧水,以及生物酶混合化学反应之后形成的,屁步甲炮虫瞬间把它变成100℃的毒液,并迅速射出。美国军事专家受甲虫喷射原理的启发,研制出了先进的二元化武器,这种武器是将两种或更多种有毒的液体放在不同的地方,当炮弹发射的时候,两个不同地方的液体会迅速融合在一起,产生剧毒,这样就可以杀伤敌人了。
54、昆虫与地速计:相信你一定对昆虫的复眼非常熟悉吧!它们的复眼能够清晰地看出非常微小的东西,虽然还是不及人眼,可是,复眼有一种“特异功能”是人眼远远比不上的。那就是速度的计算!就比如说螳螂吧,它们依靠眼睛能准确地算出小虫将要飞行的方向和距离,一眨眼的功夫,它们就能将小虫一举捕获。还有蜻蜓、蜜蜂等有复眼的昆虫,它们的眼睛也是优秀的测速计。还有一种更奇怪的虫子——象鼻虫,它们能用眼睛和脑子计算出自己的飞行速度,以及和地面的距离,这使它们能平稳地“降落”。人们根据这些昆虫眼睛的功能原理,研制出了一种地速计,这种仪器能测量出飞机相对于地面的飞行速度,同时,它也能测量出火箭攻击目标时的相对速度。
55、蜜蜂与偏光天文罗盘:蜜蜂的舞蹈在自然界里别具一格,特别是侦察蜂,它们擅长跳“8字舞”和“圆舞”。当侦察蜂在距离蜂窝60米以内找到可以采蜜的地方时,它就会在蜂窝前跳“圆舞”,这种“圆舞”是侦察蜂对大伙说:“大家快去采蜜吧。”而“8字舞”重复的次数和方向的变化,都包含着哪儿有花蜜和花蜜的好坏程度的信息。为什么蜜蜂从那么远的地方飞回来的时候,还能正确地辨别方向呢。生物学家从蜜蜂的眼睛里发现了秘密。你知道吗?蜜蜂一共有五只眼睛,它的头两边有两只大的复眼(由许多小眼组成的眼睛),而头甲上有三只小的单眼。蜜蜂通过复眼感受太阳的偏振光,由此来定向,而单眼是用来感受太阳光的强度的,它们根据太阳光的强度来决定早晨飞出去和晚上归来的时间。科学家模仿蜜蜂偏振光定向本领,研制出偏光天文罗盘,并把它应用于飞机、舰船。
56
、蜻蜓与飞机:你仔细观察过飞机的翅膀吗?它们看起来是不是很结实的?你知道吗?在飞机高速飞行的时候,飞机的翅膀都会发生“颤振”的现象,也就是说,飞机的翅膀会不由自主地振动,可别小看这种有害的振动哦,有时候,它会造成翼折人亡的惨剧。当我们人类正在为这个难题所困扰的时候,自然界里的昆虫们早在千百万年前,就发明了对抗颤振的方法。蜻蜓翅膀上的黑痣就是这方面的杰作。有人做过实验,如果把蜻蜓翅膀上的黑痣去掉,那么蜻蜓在飞起来的时候就会荡来荡去的。于是,人们根据蜻蜓翅痣的原理,在飞机翅膀上也设计了加厚的部分,这样就能消除颤振的危害。
57
、松甲虫与火灾报警器:松甲虫是一种“幸灾乐祸”的虫子,它们就喜欢大火后被烧焦的树木,因为这里不会有其他的虫子来光顾,因此,它们在焦木上繁衍后代是十分安全的!为什么这些虫子能很快找到火源呢?动物学们发现,是它们腹部侧面的两个感觉器官在作怪,这两个特殊的器官能对火灾发出的长波辐射产生强烈的感应,即使火灾源在几十千米外,也能迅速察觉。于是,人们模仿松甲虫制造出了一种特殊红外传感器,它能在第一时间发现火灾,而且,造价也很低。
58
、蚊子和声学测向仪:蚊子为什么会“叫”呢?它们的声音可不是从嘴里发出来的,母蚊子几乎按照相同的频率来扇动它的小小的翅膀,引起空气往返地运动,空气的运动促使我们的鼓膜发生震动,我们就听到了蚊子的“嘤嘤”声。这时候,还有一个忠实的听众——公蚊子,它们的头上长着两只触角和两个球形的感觉器,这两个东西帮助公蚊子“听见”它们的“情人”的声音。人们从公蚊子听声音的原理出发,研制成功了被动式声学测向仪,它可以用来跟踪鱼群或帮助潜水员定向。
59
、夜蛾与超声波报警器:夜蛾真是趴在墙壁上一动不动的吗?它们没有天敌吗?当然不会,它们的天敌是蝙蝠,蝙蝠有“超声雷达”来为它们寻找猎物,可是,夜蛾更厉害,它们身上有反雷达装置,逃避蝙蝠的追捕。所以,夜蛾静静地趴在墙上并不是偷懒,而是它们的“反雷达装置”正在工作。夜蛾的“反雷达装置”是什么样的呢?科学家经过研究发现:夜蛾的腿上有一种振动器,当蝙蝠“回声定位”的时候,振动器能发出噪音干扰蝙蝠的判断。在夜蛾的启发之下,军事学们成功地研究出了各种“反雷达装置”。除此之外,夜蛾身上厚密的绒毛还能吸收蝙蝠发射的探测超声波,从而在天敌面前处于“隐身”状态。所以,人们把夜蛾身上绒毛状的材料用于飞机、舰船等装备,大大减少了目标雷达、红外线和超声波发现的概率。
60
、萤火虫和人工冷光:荧火虫的发光器拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。萤火虫的发光,实质上是把这两种物质的化学能转变成光能的过程,这其中要有氧气的参加。萤火虫呼吸的时候,如果氧气越充分,那么萤火素和萤火酶结合之后的复杂变化就会越剧烈,萤火虫发出的光就越强烈。近年来,科学家用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素和水等一些物质混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中充当闪光灯,这种光不会引爆瓦斯。
61
、果蝇和人造脊椎盘:昆虫飞行的时候,不断扇动翅膀,但是连接翅膀和身体的部分却毫无损伤,这种看似奇怪的自然现象,其实都是由于一种叫做节肢弹性蛋白的东西在起作用。现在,许多科学家都琢磨着仿照节肢弹性蛋白,做出仿生材料。在澳大利亚联邦科学与工业研究组织的牲畜业研究所里,一些生物化学家正在实验人工合成节肢弹性蛋白。他们把果蝇体内控制节肢弹性蛋白的一个基因片断,插入大肠杆菌中,这时,大肠杆菌能够产生一种节肢弹性蛋白的前体。随后,他们将这种蛋白混合一些其他的化学药品,并用强烈的白光照射,这样,便成功地合成了这种仿生材料,它与果蝇的节肢弹性蛋白一样,也具有超强弹性。现在,科学家正在利用它研制人造脊椎盘。如果这种发明能成功应用在脊椎病人身上,相信他们就会逃脱病痛的折磨了。
62
、蜂鸟和扑翼飞机:蜂鸟在鸟类中卓尔不群,它们的翅膀扇得非常快,在飞行时,其双翼振速高达50/-70/秒,因此可前飞、倒飞、侧飞,垂直升落,悬停空中,甚至有时候还能很快地变换飞行姿势。于是,人们就想:我们所使用的飞机能以蜂鸟为原形吗?最近,加拿大多伦多大学和美国加州SRI国际研究公司正在共同研究一种仿生蜂鸟的扑翼飞机,在他们的设想中,这种飞机能像蜂鸟一样平稳地从盘旋转为水平飞行。
63
、长颈鹿和飞行服:长颈鹿身体表面有一层厚皮,当它低头时,厚皮紧紧地箍住了血管,限制了血压,使它不会因血压突然升高而发生意外。科学家依照这个原理设计了抗荷飞行服,飞行员穿上后在一定程度上起到了限制血压的作用。当飞机加速时,抗荷飞行服还能压缩空气,也能对血管产生一定的压力,这样,当飞机加速爬升的时候,飞行员不至于发生大脑缺血的现象,由此增加飞行安全性。
64
、大象与柔性管理:当危险来临的时候,大象们绝对不会像羚羊和斑马一样各自逃命,而是紧紧地围在一起,有时候,它们会站成一圈,以便防御和自卫。所以,你们平时看到的大象,总是悠闲自得的样子。它们没有理由害怕任何东西,因为有一个强大的集体在支撑着每一个大象成员。大象王国的这种温和的统治方式吸引了不少企业家的目光。他们把大象王国的管理方式借鉴到了公司管理中,让公司里边的每一个人都能感受到“人”的温情,充分地施展自己的才能,但是,公司的所有成员又是紧紧地团结在一起,朝着共同的远大理想而奋斗。
65
、袋鼠和蹲踞式起跑:袋鼠在起跑之前,总是要弯屈身体,把它们的肚子尽量贴近地面,然后以弹射的速度起动。1896年奥运会上,美国运动员伯克在100米跑的决赛中采用了这一技术,而且最终夺得金牌,从此以后,蹲踞式起跑的姿势才开始在全球风行起来。
66
、袋鼠和跳跃机:袋鼠不但能跳,而且还是澳洲草原上有名跳跃冠军,它们每小时能跳60千米呢。根据袋鼠跳跃的原理,人们已经设计出一种新颖的“跳跃机”,这种跳跃机没有轮子,只有四条强有力的腿,当它运动的时候,就是靠着四条腿有节奏地起落来前进的,和普通的汽车相比,这种“跳跃机”更适合在坑洼不平的原野上行走。
67、负鼠与潜艇:负鼠生活在广袤的美洲大地上。有人说:它们是世界上最勇敢的动物,你可以想像一下,在7000万年中,负鼠一直与各种各样的野兽斗争,顽强地生活到现在,可见它们非同一般的能耐。可是也有人说它们是自然界的“大骗子”。当它们被天敌追赶的时候,就会发出威慑的嗥叫声,但如果这一招不灵,它们就会装死:身体突然变得瘫痪,嘴巴大张,它们的这种样子可以保持几个小时。通常情况下,备感困惑的天敌们会悻悻地离去。负鼠的这种本能,在军事学家眼中,叫做“装死”战术。目前,在现代军事领域中,人们已经成功地运用了这种“装死”战术。如果一艘潜艇被敌人追逐,被迫下潜,而敌舰往水下投深水炸弹,这时候,聪明的潜艇艇长往往会命令水手们把艇上的一些物品从鱼雷发射管射出艇外。这样,敌军发现海面上漂浮着许多破碎木板、用具、救生衣等物品,还有大片油污,由些断定潜艇已被炸毁,放松警惕,这个时候,潜艇的突然反击就可以把敌舰击沉。
68
、狗和电子警犬:人的嗅觉细胞只有500万个,而狗的嗅觉细胞有22000万个之多,电子警犬的原理是利用不同物体对紫外线的吸收度不同,由些辨别不同物体来报警,它们可以放在化工厂、汽油库、手术室等地方,维护这些地方的安全。如果某种气体的浓度超过了一定的标准,电子警犬就会大叫。
69
、海豹与“海豹耳”:海豹能很容易地听到潜艇身上的螺旋桨的声音,而且,它喜欢迅速跟上去。不过,令人们失望的是,海豹这家伙贪吃,如果在路上发现了好吃的,它会毫不犹豫地放弃地跟随潜艇,跑去找吃的。既然海豹靠不住,那么,人们就只有研究海豹的耳朵仿造它,后来,研究人员根据海豹耳朵的特点,改进了水听器,这种新的水听器的分辨能力明显提高,它能让行进中的潜艇也能轻而易举地发现敌方的潜艇。
70
、恐龙和钻头:恐龙有特别的牙齿结构,它们的牙床上密密麻麻地排列着几排牙齿,每排有几十个,一口牙齿的总数可以达到成百上千个呢!这种牙齿排列有什么实际应用呢?人们想到了钻头,发明家模仿着恐龙的牙齿排列制成了连动刃钻头,其钻进的速度比一般的钻头要快一到两倍。
71
、老鼠和永不钝化的刀具:一个叫马库斯的人从老鼠磨牙中受到启发,研制出了一种特殊的工业刀具,它能自动磨快而永不钝化。
72
、马与航天飞机:马轻快如飞的秘诀藏在马腿里,马腿骨头的构造十分奇特,它的第三掌骨上有一个很不起眼的小孔,在马奔驰的时候,正是这个东西使得马腿能单腿承受身体重量和空气阻力带来的巨大压力。那么,马腿的功能能用在哪里呢?这个研究小组联想到航空器,他们模仿马腿的原理制造出一块“仿生板”,试验表明:“仿生板”承受压力的能力很强,与马的第三掌骨在承受压力时的表现一样。这个结果对制造飞机和宇宙飞船来说具有一定的启发意义。
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、猫和轮胎:当猫在跑动时,身体会变得窄小,而在跳跃时四肢的指垫会舒展开以使自己安全着地。特别是当它们从很高的地方跳下来,快要着地的时候,它们的爪垫会变得很宽,将惯性冲力传到地面。目前,德国的轮胎设计专家开始行动了,他们根据猫的前爪垫的功能,设计出一种AMC垫型轮胎。这种轮胎的好处是,当驾驶员刹车的时候,轮胎与地面的摩擦力加大,这样可以大大缩短刹车的距离,从而使车辆行驶起来更安全。
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、猫眼与夜视仪器:猫的眼睛为什么能在黑暗中看清东西呢?其秘密在于猫眼的视网膜上具有特殊的圆柱细胞,它能感受夜间的光觉。另外,猫的瞳孔能够根据光线强弱自动调节,白天时光线很强,猫的瞳孔变成一条细缝,而晚上的时候,光线很弱,猫的瞳孔就变成圆形的,这样,猫就可以在不同情况下清晰地看见物体了。在猫眼的启发之下,军事科学家们模仿猫眼研制出了微光夜视仪。现在,这种微光夜视仪除了军用之外,还能进行石油勘探、森林防火、土地规划,以及帮助潜水员铺设海底电缆等。
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、梅花鹿与颈椎病药:梅花鹿长期低头吃草,但脖子不酸。原来,梅花鹿为了生存,在长期的进货过程中,它们逐渐使颈椎越来越灵活,脊椎再生能力和支持性越来越强,最后形成了特殊的颈椎胶和骨力营养结构,这对调整颈项韧带起着非常大的作用。在梅花鹿的启发下,人们研制成一系列“梅花鹿素”产品,在仿生学原理中找到了治疗颈椎病的方法。目前,中国的颈椎病人数不胜数,对于那些痛苦的颈椎病人来说,来自梅花鹿身上的灵感是一个福音。
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、松鼠与人体冷藏术:松鼠一般要睡上半年左右,在它酣睡的时候,它心跳减慢,呼吸减缓,体温几乎降到零度,也没什么吃喝拉撒了。这是很多动物都达不到的境界。松鼠为什么能做到呢?科学家解释说:松鼠冬眠的时候,它身上的细胞在低温下会发生一种可逆的调整结构,这种结构的变化使得细胞在低温下也能正常工作。一些美国科学家相信,在冷冻的人体细胞中,也会发现类似的变化,从而发展新的更好的人体冷藏技术。
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、羊奶和防弹背心:羊奶的营养很全面,它含有很多免疫球蛋白,还有多种矿物质和维生素,比如说钙、磷、钾、镁、锰等,这些营养物质不仅容易被人体消化吸收,还具有独特的保健作用。所以,喝羊奶是有益于身体健康的。最近,科学家在研究出羊奶纤维的特点后,大胆地将蜘蛛的蛋白基因注入一只经过特殊培育的褐色山羊体内,他们发现:山羊经过转基因之后,产下的奶中含有大量柔滑的蛋白质纤维,用它做成的布比防弹衣的强度还要高十几倍,于是,人们思考着用这种材料做成人和建筑的“防弹衣”。
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、猪嘴与防毒面具:第一次世界大战期间,德军与英法联军展开激战。毒气一共造成英法联军5000多人丧命,甚至连周围的禽兽也不能幸免。然而,令人惊奇的是,这里的野猪却安然无恙。经过生物学家的细致研究,结果发现,猪在感受到刺激性气味时,便拼命地用嘴巴拱地,这样,含有毒气的空气经过土壤颗粒过滤后,就变得无害了,所以野猪在毒气中能够存活下来。根据这一发现,英国的军事科学们很快就设计、制造出了世界上第一批防毒面具,样式酷似猪嘴。
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、蚂蚁与机器人:当一只蚂蚁发现食物源后,它就把这一食物的映像存储在它的大脑里面,并利用大脑里的映像与眼前真实的景像相匹配的方法,循原路返回,召唤自己的同伴。科学家们认为,模仿蚂蚁的技能,可使机器人在陌生的环境中具有高超的探路能力。
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、跳蚤与鹞式飞机:所有的飞机都能够垂直起落,那么将大大地解决很多军事和民用上的难题。幸运的是,如今,英国一家飞机制造公司仿照跳蚤垂直起跳的方式,成功制造出了一种几乎能垂直起落的鹞式飞机。
81、跳蚤和“莱西林”:跳蚤根本不是在跳,它们在飞!我们知道,会飞的昆虫都是靠一种叫做“莱西林”的蛋白质来扇动翅膀的。这种蛋白质就像橡胶一样,但是比橡胶的性能要好得多。研究人员说:跳蚤的祖先是有翅膀的,经过几百万年的进化,它们的翅膀渐渐退化了,而原来翅膀上的“莱西林”都转移到了它的大腿上,这样,跳蚤才能“跳”得这么高!现在,科学家正在研究“莱西林”,他们希望这种人工模拟的“莱西林”,有朝一日能替代天然橡胶的位置。
82、人鼻子与电子鼻:动物的鼻子是相当灵敏的,在河里稀释十万亿分之一的有毒化学物质就能把鱼吓跑;即使在3500立方米的湖中加入1克酒精,鳗鱼也能闻到酒精的气味……动物的鼻子够厉害了吧!可是,最厉害的,还是人的鼻子,它能分辨出细微的化学药品的气味。人鼻子的强大功能长久以来就是科学家们关注的焦点,他们希望能模仿人的鼻子做出更灵敏和小型化的“电子鼻”。令人欣喜的是,我国科学家很早就研究出来了这样的“电鼻仪”。这种嗅鼻仪能闻出丙酮、氯仿(化学药品)等40多种气味,值得一提的是:它能够闻出人类所感受不到的煤气泄漏时的气味,对人们的生活大有帮助。“电子鼻”发展到现在,它的灵敏程度越来越高,现在的“电子鼻”比人的鼻子还要厉害100倍呢。
83、人体血液循环系统与空调:我们人体的血液循环系统就是一个热量交换器。当身体某一部位的温度降低的时候,通过血液循环,这种低温可能会瞬时传到其他的地方,让你感觉到冷。如果有热气袭来,道理也是一样的。科学家从这种现象中受到很大的启发,他们将循环系统调节冷热的方法运用到工程学上了。在他们的设想中,建筑的墙壁内布满了细小的管子,就像人体里的动脉、静脉一样,它能实现室内的热量交换。当工人把低温的水灌入这些小管子的时候,墙壁的温度就会下降,它们与室内高温进行热量交换,达到制冷效果。当然,如果把高温的水灌入管子的时候,小细管儿也能通过热量的传输调节温度,达到保暖的目的。这种小细管的作用像不像空调呢?不过,它们的成本比一般的空调可要低得多。
84、人眼和“人造眼”:“人造眼”可以安装在无人驾驶的太空探测器上,为探测器在其他星球着陆选择合适的地点。此外,它还有一定的军事用途,比如探测和跟踪导弹,或者更厉害——对付激光制导的武器。
85、人和机器人:可喜的是,人类已经研究出了各种功能的机器人,正在各个领域帮助代替人的活动。有的机器人像“勇气”号和“机遇”号那样成功地登陆火星,还有的机器人能通过医生的远程遥控为病人动手术,机器人的种类还有很多,更多的机器人还等待着你的发明。
86、生物电和假肢:生物体内不同的生命活动能产生不同形式的生物电,比如说心脏跳动、肌肉收缩、大脑思维,都和生物电有关。现在,人们由生物电想到了更多东西,假手就是其中一项重要的发明。据说国外有一种假手是由硬铝和塑料做成的,一共安装了7个电动马达,假手的活动完全是按照生物电的原理来进行的。这种假手能为由于交通和工伤事故而断臂的残废者解决生活上和工作上的许多难题。
87、耳蜗与新型助听器:意大利曾经有一个内耳严重畸形,一出生就没有听觉的小男孩,在他四岁的时候,医生给做了一次仿声耳蜗手术,从此,沉寂无声的世界向他挥手告别,他第一次听到了妈妈的呼唤声。这是世界上首例成功的仿生耳蜗移植手术。小男孩使用的仿生耳蜗与人耳非常相似。它是通过电流刺激神经,从而将清楚的声音信息传到新的耳蜗内,然后再传入大脑。科学家说,这种仿生耳蜗完全能模仿耳朵受损部分的功能。目前,关于仿生耳蜗的进一步研究,进展得非常快。美国已经出现了一种高分辨率的耳蜗,它采用的是世界上最先进的微处理芯片,具有难以比拟的反应速度和清晰度。相信如果装上这样的耳蜗,冬冬就不会再为耳朵发愁了。
88、仿生人腿:日本一家电器公司的研究人员模仿人类的生物关节和肌肉功能,制成了一种会弹跳的机器人腿。这种新型机器人腿由弹簧和微型发动机制成,无需复杂的控制系统。这种腿的长度是54厘米,宽为8厘米,膝盖一弯曲,就能很容易跳起来,经过仔细的测量,研究人员发现,它们至少能跳3.1厘米。
89、变色龙和新型材料:变色龙厚厚的皮肤一共有四层,最外面的一层是有红色和黄色的细胞,接着往里边两层,是透明的,但是它们能反射蓝光和白光,最里边一层,有黑色的细胞,当周围的光线不同,温度不同的时候,变色龙的四层皮肤会发生复杂的变化,呈现出各种各样的颜色。人们根据变色龙的变色原理,研制成各种“变色龙”材料。它可以使战场上的士兵避免受到核闪光和激光的侵害,也可以作为光学仪器上的滤光片,还能制成特殊的薄膜贴,用在飞机等装备表面,使飞机的颜色与天空的背景相一致。
90、尺蠖也坦克:尺蠖爬行的样子在动物世界里独树一帜,先弯曲身子,等到尾部往前挪动以后,头再向前伸,就这样一曲一伸,完成它们的“征途”。发明家在坦克的底盘上设计了两对特殊的大滚子,滚子成对地排列在两个大梁的末端,大梁折叠的时候,后滚子前进,然后,后滚子不动,大梁伸展,前滚子运动,坦克就这么前进。
91、蚕丝和人造纤维:蚕吃过桑叶之后,首先到肚子里形成某种黏液,然后,把这种黏液从口中吐出,黏液一遇到空气就凝固成丝。模仿着这个过程,奥德马尔在实验室里尝试人造纤维。他首先把硝化纤维溶解在乙醚——乙醇的混合液中做成黏液,他把黏液从一根毛细针管里挤出来,等到黏液风干,世界上第一根“人造纤维”就这么做成了。
92、动物皮毛和保温面料:在同一个动物身上,毛并不都是相同的。在很多动物身上,靠近皮的地方,长的是长绒状的毛,而你摸到的动物的毛,只是一般的长毛。绒毛是用来隔热的,在冬天,它能保护小动物不至于冻“感冒”。长毛能抗风,阻止体温向外散发,这样就更加强了毛的保温效果。而动物的皮呢,不仅具有弹性,还能够引导湿气,可以说,动物的皮毛是一件非常理想的衣服。根据这一原理,人们研制出了新型的KEG面料,用这样面料做成的衣服,具有动物皮毛的防风、保暖和导湿的功能。假如我们在冬天穿上这种衣服,就再也不怕凛冽的寒风了。而赛车手、登山、滑雪等运动员穿上这种衣服,据说,可以在寒冷的天气里取得更好的成绩。
93、冰冻生物与人类“冰冻封存”:在南极洲麦默多海峡的冰冻地层里边,人们发现了一些被冻死的细菌,据说,它们已经有一万甚至一百万岁了。当人们把它们放到空气中加热以后,那些细菌竟然活动起来了,还能继续生长。人们用鱼和鸡做了一些实验,结果都成功了。而令人欣喜的是:在1960年,国外有个拖拉机手曾经不小心掉进了一个大雪坑之中,当人们在三个小时以后找到他的时候,他的心脏早已停止了跳动,他的身体也已经冻得硬邦邦的了,神奇的是,当人们对他逐步加温的时候,他居然复活了。
94、响尾蛇和热定位器:响尾蛇的尾巴上有一串角质的连锁环,当它们活动的时候,尾巴一摇,这些连锁环就会发出尖锐的咔嚓响声。响尾蛇的眼睛几乎看不见,而在它们的眼睛和鼻子之间,有一个能感觉热量的小颊窝,它们就是靠这个“秘密武器”来捕捉猎物的,科学家们叫它“热定位器”。当猎物出现的时候,它们的热定位器能迅速辨别猎物的位置,然后,响尾蛇就可以立即调整身体冲向猎物。科学家根据响尾蛇这一奇特功能,研制出现代夜视仪、空对空响尾蛇导弹以及仿生红外探测器。
95、动物休眠与人工休眠疗法:动物们在“睡觉”(休眠)的时候,即使呼吸很少的氧气,也能避免致命的疾病的感染。于是,人们创造了人工休眠疗法可以用来治疗重烧伤、高烧、精神病、破伤风等疾病。当人体受到强烈刺激的时候,人工休眠疗法能让人体各方面保持平衡,有效地保护正常的生命活动的进行。
96、企鹅和无轮汽车:当企鹅遇到危险的时候,它们能以30千米/小时的速度在雪地上飞跑。是什么原因让这些笨重可爱的家伙跑得这么快呢?后来,人们才知道是企鹅特有的姿势在起作用,它们把肚子贴在地上,把两只脚当作滑雪杖,尽力地蹬雪,这样就能很快地向前行进了。在企鹅的启发之下,人们设计出没有轮子的极地越野汽车,这种汽车的底部贴在雪面上,只靠轮勺推动着前进,大大解决了极地运输的难题。
97、蟑螂与“卧底”:蟑螂是喜欢群体生活的昆虫,“出行”的时候,它们老是结伴在一起,但是,它们之间没有领导者,也没有尊卑的差别。据报道,瑞士的研究人员已经研制出“卧底”机器蟑螂,这种机器蟑螂能够辨认普通的蟑螂,一旦遇到“同伴”还会跟随它们活动。此外,研究人员还将制造“蟑螂香水”,用来喷在机器蟑螂身上,因为如果没有这种香水,蟑螂会识破机器蟑螂的身份马上逃跑。
98、蜘蛛丝与衣服:研究小组经过艰辛的探索,模拟蜘蛛丝的基因排序来制造人造蜘蛛丝。这种人造蜘蛛丝有惊人的抗拉力量和韧性。抗拉力量远远强过相同厚度的钢,而韧性更是惊人,连纤维B(一种质地牢固,重量轻的合成纤维)都难以企及。一旦这种蜘蛛丝实验成功,它就可以制成盔甲,降落伞,绳索,鱼网等等用具,最震撼人心的是,这种蜘蛛丝还能做成特殊的衣服,它能吸收能量和自动恢复原形,而且还环保,价格便宜。
99、蜘蛛和害虫防治:蜘蛛们常常喜欢在一个角落里张起大网,静静地等候着猎物的到来。如果有哪只“没长眼睛”的飞虫撞在网上了,它们便会以最快速度赶往出事地点,然后它那像喷壶一样有许多小孔的丝囊便喷出数不清的丝,将这个陌生的小家伙牢牢地捆住,然后用它的毒牙把猎物麻醉,最后,蜘蛛就开始舒舒服服地享用美味了。一部分科学家想到了害虫的防治,传统的农药喷洒的方法不利于环境保护,而如果用特别制造的蜘蛛网来捕害虫,那么,对环境的伤害就小多了。蜘蛛网的高强度以及高韧性,让科学家对研究和开发这一领域非常有信心,他们希望有一天,蜘蛛网可以成功地用来防治害虫。
100、蜘蛛与血压病的治疗:科学家们把蜘蛛的腿进行解剖,结果发现,蜘蛛腿没有肌肉,只有一种很不寻常的“血液”,这种“血液”让蜘蛛腿变成了一个液压传动机构,就靠这个,蜘蛛可以灵活自如地行动和跳跃。数十年前,人们模仿着蜘蛛的腿研制出了“步行机”。现在,医学家们也对蜘蛛开始感兴趣了。他们试图把蜘蛛腿中的血压调节原理应用在医疗之中,帮助人们寻找人体内血压自动调节的方法,让高血压或者低血压的病人得到有效的治疗。
101、蜘蛛与悬索结构:蜘蛛网看起来单薄,让人们总为它担心会不会被风给吹散,让蜘蛛们白忙活一场。其实这种担心是完全不必要的,它们的网是天然的“悬索”结构,即使是很细的蜘蛛丝都可以跨越很大的跨度,把网络给接起来,并且经得起普通的风吹雨打。这种现象引起了建筑师们的注意,他们拜蜘蛛为师,设计出了相似的悬索结构。现在,你身边就有很多的桥梁和体育馆,采用的就是“悬索”结构。其中最经典的是日本东京的代代木体育场,体育场悬索部分的设计师是川口卫,他为体育场布置了很多根自然下垂的钢索,这些钢索从各个方向牵引着主体结构,从而托起了这座超大型的建筑物,它的总面积达到了两万多平方米。
102、鱼与人工侧线:鱼的身上有神秘的“第六感”,这就是它的侧线。侧线是由上千个细小的细胞所组成,这些细胞延伸到鱼的整个身体,形成一条很细的线,因此人们叫它“侧线”。在完全黑暗的海水中,侧线会对鱼类身体周围的水流自然地做出反应,从而正确地探测到水流的方向和障碍物的位置。鱼的侧线能帮助人类解决什么问题呢?机器人专家们似乎从鱼的侧线中受到了启发。不久前,美国伊利诺伊州立大学的研究人员开发出一套人工侧线,它能让水下机器人也拥有“第六感觉”。鱼身上的微小细胞在机器人身上变成了小硅片,这些小硅片能够对水流作出感应,从而帮助机器人找出它想去的方向。
103
、鮟鱇鱼与灯光捕鱼:你听过“飞蛾扑火”这个成语吗?为什么飞蛾要往火上扑呢?答案在昆虫特殊的嗜好——它们喜欢光亮,海里的鱼也有这种致命的缺点,而狡猾的鮟鱇鱼正是利用小鱼的这种弱点来引诱它们的!在鮟鱇鱼的头上,有一根弯曲的细棒,细棒的末端可以发光,当它在漆黑的一片的海里发出荧光的时候,天真的小鱼们会冲着光而来,结果,它们万万没想到的是,自己竟然落入了鮟鱇鱼的嘴里。早在我国古代的时候,渔夫们就学到了这种“灯光捕鱼”的方法。当时因为没有电,所以他们是把能发光的昆虫装起来,放到水下。这种技巧在当时已经非常成功了。后来,到了20世纪50年代,人们开始大规模地运用真正的“灯光捕鱼”。这种技术发展到现在,已经更加先进了,人们已经研制出了一种化学光源,它没有声响、不发热、不怕风吹雨打,是一种非常理想的“诱饵”。
104、鱼与振荡器:鱼身体弯曲,尾巴轻柔地一摆,把水向后推的时候,水也把它们向前推,就这样一步步,鱼儿渐渐前行。轮船设计师们模仿鱼尾巴做出了振荡泵,把这种振荡泵安装在船上,作为船的推进器,不仅能使船很容易地拐弯和躲避障碍物,而且也可以安全地通过水草丛生的区域。另外,鱼摆尾的推进方式也部分影响了飞机的制造,飞机的发动机安装在机尾上,能产生更有效的推力,有利于飞机的飞行。
105、鱼尾和船橹:大约在公元前1世纪,我们聪明的祖先发明了船橹。有了这种橹,老人和孩子们都能轻松地把船摇向前进。细心的小朋友一定会问:橹是怎么发明出来的呢?这里有一个美丽动人的传说……有一天李大爷出去打鱼,看见不远的地方有一只鱼正摆着尾巴在水中轻快地前进,突然一个念头闪过李大爷的脑海:这船要是也有条“尾巴”,不就可以像鱼儿那样轻松地前进了吗?那天,李大爷放过了那条鱼,转而收网回家,为自己心爱的小船装上了一条“尾巴”,这就是最早的橹!第二天,李大爷摇着橹的绳子,就这么轻松的去打鱼了,他用的力气比别人小,可是他的船比别的船快得多!
106
、飞鱼和“地效翼船”:当飞鱼被金枪鱼等“天敌”追赶时,它会以极快的速度冲出水面,并用长而有力的尾鳍猛击海水,使身体腾空而起,然后展开翅膀一样的胸鳍,飞翔在空中,这样就可以摆脱身后的敌人。科学家经过仔细研究,发现:飞鱼的这种本领其实是一种“水面效应”原理。科学家们根据这种原理,模仿飞鱼研制出了“地效翼船”。地效翼船的起飞和降落都在水面上进行,而当它航行的时候,就会飞离水面5米以内,像飞机一样掠水飞行。一旦遇到故障,它可以落到水面低速航行,因此,具有广泛的军事用途。随着技术的进步,在军事用途以外,人们逐渐开发出一些民用领域,比如,旅游,游乐,搜索,救援等。当然,还有更多更新的用途等待着你的想像!
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、箭鱼和超音速飞机:箭鱼的身体非常粗壮,并且向后延长,肚子钝圆,尾巴细长平扁。上颌向前延伸形成剑状吻部,坚硬而且极其锋利,它们在海里捕食,主要就是靠这个了。不过,它们也是大海里的“小坏蛋”,凭借着极强的暴发力,它们经常冲出海面攻击大型鲸类和鱼类。据说,箭鱼也曾攻击过船只,致使船只沉没。可是,在飞机设计师眼里,箭鱼是位好老师。设计师模仿箭鱼的外型在飞机前端安装一根“长针”,这根“长针”能刺破高速前进中产生的音障,这样,超音速飞机就问世了。
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、金枪鱼和船:在海洋鱼类动物中,金枪鱼是游泳速度最快的动物之一,它们在捕食的时候,可以达到大约80千米的时速。金枪鱼的整个身体呈流线形,顺着头部延伸的游动过程中产生的阻力。另外,金枪鱼的尾部呈半月形,使它在大海里能够很快地向前冲刺。科学家们把这个成果应用到船上,为船装上了鳍类推进方式,这样,船在航行的时候,速度就更快了。
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、热带鱼和轿车:他们模仿热带硬鳞鱼流线,把车形设计成一只绿色的鱼,而且由于使用的是特殊的材料,这辆“鱼车”的硬度比其他车高出40%,可重量却减少了1/3,同时强度和安全度都得到了保障。如果你是一个爱好环保的好孩子,你也会喜欢这种车的,因为它使用了最新的柴油引擎技术,行驶起来,排放的废气更少。|
110
、鲨鱼和泳装:当你在电影里面看见鲨鱼快速游泳的时候,你是不是以为鲨鱼的皮肤是完全光滑的呢?这样就没有摩擦力,可以使鲨鱼游得更快!其实啊,如果你有机会的话,可以去亲手摸摸鲨鱼皮,你就会发现:鲨鱼的皮肤上有一些粗糙的齿状凸起。正是这些凸起能有效地引导水流,让鲨鱼游得更快。运动学专家们根据这个原理设计出了一种特殊的泳衣——连体“鲨鱼装”,它不仅能引导水流,还能收紧身体,避免皮肤和肌肉的颤动,能让穿着这种泳衣的游泳运动员的竞争力更强。在悉尼奥运会上,澳大利亚游泳名将索普穿着一身“鲨鱼装”获得金牌,也让“鲨鱼装”一举成名。现在,设计人员对“鲨鱼装”进行不断的改进,他们在泳衣的腰部和臂部增添了许多硅材料制成的排水槽,据说,这种新式设计能让游泳选手的成绩提高3%
111
、鲨鱼和飞机:科学家们在显微镜下检查鲨鱼的皮肤时,意外地发现鲨鱼的鳞屑是扇形的,而且有小槽。然而,这个除了让你联想到在水中游泳减少阻力之外,还有什么用处呢?按照常理,表面越光滑产生的阻力就越小,越节能。但是,科学家们做了各种测试,结果表明:摩擦损失的能量比光滑表面还要小10%。于是,就有飞机设计师想到:用鲨鱼的仿生皮肤来包裹空中客车飞机的外表面。如果每年来往于世界各地的飞机都装上这种仿生皮肤,节省的燃料价值可达数十亿美元之多,造成温室效应的二氧化碳和氮氧化合物也将会大大减少,这难道不是一种巧妙的“节能”吗?
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、射水鱼和水下发射导弹技术:射水鱼是生活在南亚海洋中的一种鱼,它们的身子是银色的,身体侧面还有黑色的纹路。它们经常在水面上游动,一旦发现水面附近有小虫的时候,它们能立刻调整姿势,把嘴尖微微露出水面,迅速喷出一股很急的水注,把小虫给“击落”。由于射水鱼有这种奇妙而高超的技能,人们都称它为水中的“神枪手”。如果你有一定生活常识的话,那你可能知道,当我们人往水里看的时候,并不能准确地看见水有多深,因为水的实际深度比我们所看见的要深得多。那么,射水鱼怎么能看得那么准呢?科学家说,这是因为它们有一双不寻常的眼睛。它们的眼睛不仅大,而且鼓鼓的,能够自由转动,视网膜也特别发达,甚至在黑暗中都能看见物体,再加上射水鱼还有一套精巧的喷射机构,这使得它们“百发百中”。现在,人们经过对射水鱼的研究,已经将它的本领运用到了人类的水下工程中,研制水下发射导弹的技术。
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、硬颚鱼和“掏心”战术:硬颚鱼的外皮很松懈,它们浑身长满了尖锐的棘刺,当大鲨鱼把它吞进肚子里后,鲨鱼以为自己美餐了一顿,可是,万万没有想到的是:硬颚鱼立刻变成一个刺球,用身上的刺到处乱刺乱撞,边啃边吃鲨鱼的鱼肉,这时的鲨鱼只能束手就擒,直到一命呜呼。这种“钻肚子”或“掏心”战术可以指导未来的反侵略战争,军事学家认为:依照硬颚鱼的技巧,我们可以适时组织若干精干的小分队,在敌人内部的指挥机关、通信交通枢纽及后方补给线等重要部位制造混乱,打击敌人的指挥系统。

114、鱼类通信与水下电波发射机:比如青花鱼,它们能发出一种信号,和百米之外的同伴说“悄悄话”,甚至有时候,它们还能将信号从水中发射到空中去呢!鱼儿们的这种高超本领让我们人类“羞愧”不已,尽管我们可以用无线电波联络到地球上任何地方的人,可是,在水下,通信的成功率就低多了。好在人们已经模仿鱼研制出了一种水下电波发射机,这种发射机很容易地就能与250米远的水下目标建立联系。
115
、鱼和音响集鱼装置:鱼儿在水里生活的时候,也不甘寂寞,它们善于发出独特的声音以宣泄它们的情感。小黄鱼发出的声音像青蛙叫一样,大青鱼会发出像小鸟一样的声音,鳓鱼发出的声音就更好玩了,像刚刚学二胡的人所拉出来的声音。当然,还有一些声音就很可怕了,就像箭鱼和鲨鱼的搏斗,那撕杀声简直是惊天动地。鱼儿在海洋里发出的千奇百怪的叫声与我们人类有什么关系呢?小朋友,这里面的学问可大啦!人们探寻鱼类的语言,能让我们了解一个精彩的世界,同时,也能给渔民提供许多的帮助,在研究鱼声的基础上,人们已经设计出了一种音响集鱼装置,它由钢丝录音带、电力增幅器、扬声器等部件组成,这种装置能根据不同的捕鱼需要,发出不同的声音,让鱼误以为是同伴在召唤它,于是“自投罗网”。
116
、鱼眼与镜头:鱼的眼睛是一对突出的球形的晶体,这种特殊的形状能够让鱼看见前、后、左、右和上、下的物体,因此,鱼儿在水里不用转弯就能发现周围的一切。这也就是为什么东东的“诡计”总不能得逞的原因。人类仿照鱼眼做成了鱼眼镜头,这种镜头一般装在高性能相机上面,让相机能从高空大面积拍照,而且图像非常清晰。另外,值得一提的是,一种生活在美洲亚马逊河的四眼鱼不仅具有一般鱼眼的功能,还有神奇的水陆两用眼。人们也模仿这种鱼做成了更特殊的鱼眼,这种鱼主要装在船上,船员们可以通过这个鱼眼看到水上和水下的物体。
117、海豚和鱼雷:海豚有一个流线形的体形,这种体形能帮助它们的皮肤有两层,外面的一层非常薄而且很有弹性,就像最好的橡胶一样。而里边一层呢,有很多脂肪,通过脂肪的调整,能减小水流给海豚身体造成的震动,更神奇的是,海豚的皮肤还有一种特殊的疏水性质,它能改变周围的水流对身体的不利影响,使海豚受到摩擦更少。于是,科学家依据海豚皮的特点,为鱼雷设计了专门的人造海豚皮,实验发现,换上这种皮后,鱼雷的速度可以提高一倍。
118
、鲸和核潜艇:鲸是海洋里的“巨无霸”,它们个子大,游速快,很多鱼儿看见它们都避得远远的。可是它们最厉害的还不是庞大的身躯,而是坚硬的背。如果你看见过鲸,那么你也许知道每隔几十分钟,鲸就要浮到海面上来吸一次气,如果鲸游到北冰洋的冰层下边,那么,它们也会不顾一切冲破冰层,到海面吸气,它们的背简直就像一把利剑,能彻底打破坚固的冰层。鲸能破冰的壮举在军事上有着特别重要的应用。鲸背能帮助人们解决潜艇的破冰难题。潜艇专家们从鲸定时浮出水面呼吸的现象中受到启迪,模仿鲸背,把潜艇顶部突直的指挥台围壳和上层建筑做成鲸背的形状,并且加强材料力度,经过测试,这种特制的潜艇破冰时的表现完全符合“鲸背效应”。
119
、鲎和摄影机:鲎的小眼之间能够相互抑制,这样能形成突出的影像边框,从而增大清晰度。人们应用这个原理,提高了电视的清晰度和雷达的灵敏度。现在,人们对鲎的进一步研究发现:鲎之所以能在黑暗的海洋中生活这么久,是因为它的眼睛具有高效率收集光线的特点,于是,人们模仿鲎眼制成了太阳能收集器,这种收集器能在2-3小时内为太阳炉提供几千摄氏度的高温呢。
120
、贝壳和新型陶瓷材料:我国科学家经过研究发现,在贝壳里边,有一种特殊的矿物质,它能大大增强贝壳的强度和韧性,让它们“坚如磐石”。以前的陶瓷材料虽然有抗腐蚀、抗热等很多优点,可是它们的韧性非常差劲,于是,材料学家想:如果能模仿贝壳这种天然陶瓷,那么这种材料在军事上将会有重要的作用。在这种思路的指引下,从1990年开始,美、英等发达国家就开始着手对这种新型材料进行研究,以增强装甲的抗穿击能力。但是到目前为止,美国使用的装甲只是原来装甲性能的30-50倍,如果完全仿照贝壳,那么,装甲的性能可以提高上百倍。
121
、水母与海上天气预报站:不仅有透明的伞盖,还有许多细长的触手,向四周伸展开来,跟着伞盖一起漂动,色彩和姿态美丽极了。水母能漂浮的原因在于它们的浮囊,也就是那个像伞一样的东西,浮囊包含内外两层,中间是一个很厚的中胶层,不但透明,而且有漂浮作用。水母在运动的时候,它们的身体内就会喷水反射前进,远远看过去,就好像一顶顶圆伞在水中迅速漂游。科学家们想,模仿水母似乎可以做成海上漂流的浮标站,而且更进一步想,这种浮标站还能做成专门的天气预报站。目前,这项研究正在进行之中。
122
、水母和聚合胶:水母的身体里提炼出一种特殊的液体,经过加工就能做成我们在日常生活中用的聚合胶。聚合胶是饮料中上好的添加剂,能增添果蔬饮料的风味。当然,聚合胶还有很多种,经过加工的特殊的聚合胶,还可以作为陶瓷、玻璃、金属的黏合剂。科学家们现在并不是一味地从天然水母中提取“聚合胶”,因为有些水母,比如说桃花水母是珍稀动物,人类不宜侵扰它们,所以,科学家们正在试图仿照水母的成分,做出更好、更便宜的聚合胶。
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、寄居蟹与房地产法则:寄居蟹是一个非常典型的例子,这种螃蟹的身体比较软,所以,它需要特别坚硬的外壳来保护自己。那么找谁呢?寄居蟹们找来找去,认为海螺最合适。在沙滩上,海螺抛弃了自己漂亮的房子以后,就再也没有动物住在里边了,壳里空荡荡的,也是浪费,于是,寄居蟹就搬到海螺壳里,此后,背着房子到处走。随着寄居蟹慢慢长大,外壳再也容纳不下它们的时候,它们就搬出旧房子,再去寻找新屋。寄居蟹还可能会住进别的同伴腾出来的旧房子里,也可能强占其他同类的房子。自然界的房地产也一样,经常出现不断更换房主的情况。
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、螃蟹与新型扫雷机器人:当一个瓶子挡住螃蟹的去路的时候,螃蟹能很快找到最短的绕开的路。你说,螃蟹厉害不?目前,美国罗克威尔公司及IS机器人公司研制了一种扫雷机器蟹,专门对付岸边的水雷。这种机器蟹可以隐藏在海浪下面,还可以在水中行走,更能快速通过岸边的浪区。当它遇到水雷的时候,它就会把水雷抓住,一旦收到控制中心的信号,机器蟹就会自己爆炸,同时引爆水雷。
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、青蛙与电子蛙眼:研究人员发现,蛙眼里有四对视神经纤维,它们同时从各个角度辨认青蛙看到的东西,然后再把这些综合特征传到大脑,这样,青蛙就看见了这个东西。根据这些研究结果,人们设计了蛙眼的电子模型,它可以识别飞行中的飞机和导弹,也可以用来预防飞机相撞。随着科技的发展,人们在“电子蛙眼”的基础上,又研制成功一种人造卫星自反差跟踪系统,让“电子蛙眼”也能跟踪天上的卫星。
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、林蛙与减肥:林蛙为什么可以不吃不喝地度过漫漫严冬呢?人们通过对林蛙冬眠的研究发现:林蛙的身体里边有一种特殊的消化酶,它能把脂肪分解为脂肪酸和甘油,并储存在林蛙身体里面,为林蛙越冬期提供能量。这一发现为仿生减肥找到了一个好办法,研究人员认为,如果能够模仿林蛙来改善肥胖的人的营养结构,就可以实现科学的减肥。科学研究证明:脂溶性维生素ADEK和胡萝卜素是营养结构中重要的部分,它们对脂肪有明显的分解和吸收作用。此外,模仿林蛙呼吸的方法能调整肥胖者的内分泌系统,从根本上治疗和预防各种疾病的发生。
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、蝌蚪和断肢再生技术:蝌蚪有强大的断肢再生的本领,它们在成长为小青蛙的过程中,如果意外地被天敌们咬断了尾巴,它们也能顺利地生存下去,过不了几天,它们又会长出新的尾巴,而且,不留一丝疤痕。可是,当蝌蚪变成青蛙以后,它们就将失去这种神奇的再生能力。科学家们发现,蝌蚪的再生本领与人的胚胎非常相似,当我们在妈妈肚子里边的前六个月里,有一种叫做“人体晶胚组织”的东西会迅速修复我们身上的伤疤,当我们出来的时候,我们身上能完全不留一点伤痕。蝌蚪与人的这种相似的地方让科学家们信心十足,目前,英国的科学家们已经在青蛙身上展开了研究,他们希望能从青蛙体内找回曾经出现过的肢体再生机能。然后,他们希望把这种功能也应用在人身上,解决烧伤的难题,帮助残疾人实现断肢再生的美梦。
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、龙虾与化学成分传感器:龙虾是用触角来寻找食物和发现身边的危险的,它每次摆动一下触角,就表明它嗅了一次。在触角的帮助下,龙虾能随时察觉水的成分和水中所含物质的浓度,从而判断周围的环境,目前科学家正在进一步研究龙虾是如何用触角分析不的成分的,他们想,如果将来能利用龙虾嗅觉的仿生学原理,制成更好的水下化学成分传感器,那么,人类在未来就能更好的探测河流、海洋受化学污染的情况了。
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、乌龟与小提琴:你知道小提琴是怎么发明的吗?这得从一个古老而美丽的传说讲起,它跟乌龟有关。两千多年前,在古埃及有一个叫美尔古里的音乐家。有一天,他在尼罗河边悠闲地散步,走着走着,突然踢到了一个什么东西,瞬时发出了一阵悦耳的声音。他低头一看,原来是一只乌龟。这时,美尔古里纳闷了:乌龟怎么能发出像乐器一样的声音呢?他带着好奇的心理,把乌龟拿回家,放在桌上仔细瞧瞧,后来他经过专心研究,发现了乌龟壳受振动而发音的原理,并仿照乌龟壳的外型制造了世界上第一把小提琴。当然,这时的小提琴还只是雏形。后来,在16世纪-18世纪,意大利的一些制琴师对早期小提琴进行材料和音阶上的调整,最终做成了现代小提琴的模样。
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、乌龟与养生:乌龟长寿是因为它们的“腹式呼吸”,简单地说,就是趴着呼吸。这种呼吸方式不容易使废物堆积,便于血液流动,而且,还能促进内脏蠕动,加速毒素的排出,减少自体中毒,而达到减缓衰老的作用。而我们人类是直立呼吸的,血液流动容易滞缓,严重的时候,由于腹腔血流变窄,还可影响到脑的供血。也许有一天,等人们彻底破解了乌龟长寿之谜,我们人类也可以仿照乌龟的秘诀变得长寿起来!
131、乌贼与人造烟雾:如果乌贼遇到危险,它就会立刻喷出墨汁,把周围的海水染黑,这时候,敌人看见前方一团黑,自然找不到乌贼的踪迹了,而乌贼就可以趁乱逃跑,在战争期间,曾有德国和美国的军队成功地运用了这种技术。随着现代科学技术的发展,人造烟雾的种类越来越多,像烟气雾、油水雾、酸雾、烟火雾等。不仅如此,人造烟雾的应用范围也更广,在消灭病虫害、防止霜冻等方面,人造烟雾的作用同样不可小视!
132、乌贼与鱼雷诱饵:遇到敌人了,乌贼体内的囊状物分泌的黑色物体能诱骗攻击者上当。这下,潜艇专家有灵感了,他们仿照乌贼设计出了“鱼雷诱饵”。经过不断的技术改进,如今的鱼雷诱饵更像一艘袖珍的潜艇,它不仅能像一般的潜艇一样按照既定的目标航行,更神奇的是,它还可以模拟噪音、螺旋浆节拍、声信号和多普勒音调变化等。正是它这种惟妙惟肖的表演,让敌人的潜艇或者执行攻击任务的鱼雷真假难辨。
133、乌贼和喷水拖船:动物学们为我们揭开了乌贼行动之谜。当它们慢悠悠地游动的时候,它们就不断地弯曲菱形鳍,这样就能推动身体缓缓地前进,而当它们遇到了敌人的时候,它们就会采取喷水的方式来游泳。这时,水从它们的尾部流入身体,然后它们身上的软骨会关闭,像一扇门一样把水给锁住,只用一眨眼的功夫,乌贼就能把水从特殊的喷嘴里射出来,乌贼就是借助这个来推动身体前进的。有的乌贼“跑”得还真快,每小时可以游36千米呢!人们根据乌贼“喷水”前进的原理,设计出了一种喷水拖船,这种船尤其适合在水很浅的地方航行,它们吃水不深,由于没有螺旋桨,所以能避开水草带来的“麻烦”。
134、鱼鳔和潜水艇:鱼能潜水,关键在于它的鱼鳔,如果我们的船上也有这种“鱼鳔”,只要往舱里灌水,船就能下沉,如果要船上浮的时候,只需要把舱里的水排出,把空气压进水舱不就行了!
135、鲍鱼壳和新材料:鲍鱼是一种单壳类软体动物,它们常常爬附在浅海低潮线以下的岩石上。在它的身体外边,包被着一个厚的石灰质的右旋的螺形贝壳,因为它的贝壳的形状像耳朵,所以,西方人把它的拉丁文名叫做“海耳”。这种硬壳的本领可大了,在中医大夫眼里,它们是一种名贵的中药材,药名叫做石决明,有平肝明目之功,可以治疗高血压、头目眩晕、骨蒸劳热等疾病。不仅如此,最近,科学家们在这种壳上又有了新发现:在显微镜下,鲍鱼壳是由一层层、一排排“砖头”砌成的,这些“砖头”是碳酸钙颗粒,它们相互交错,排成精细的“人”字形,形成了一种致密的连锁结构。根据这种结构,材料工程师们发明了全新的材料,这种特殊的聚合物的颗粒之间采用的就是鲍鱼壳的连锁结构,坚固无比。用这种新材料来制造电视机、电冰箱等家用电器的外壳,效果十分理想。
136、鲍鱼壳与超级水泥:鲍鱼在长壳的时候,会不断地分泌出一种高强度的胶水,这种胶水含有一种特殊的糖蛋白,它能把所有的“砖头”牢牢地粘合在一起,就像一堵坚固的城墙。如果调皮的你把鲍鱼壳砸开一条裂缝,那么你就会看见一股糖蛋白胶水自动地流入裂缝中去,把外壳修补得完好如初。依照着鲍鱼壳中的糖蛋白成分,科学家发明出了“超级水泥”,它可以用来黏合墙板、门窗和屋顶,还可以用来粘接陶制的文物呢!最近,还有更激动人心的消息:骨科医生们正试图用“超级水泥”来为骨折的患者接合骨头!


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