动物仿生学的例子:
蝙蝠与雷达
蝙蝠会释放出一种超声波,这种声波遇见物体时就会反弹回来,而人类听不见。雷达就是根据蝙蝠的这种特性发明出来的。在各种地方都会用到雷达,例如:飞机、航空等。
动物仿生学的例子:
青蛙与电子娃眼
我从《小爱迪生》这本书中读到了青蛙的眼睛,《小爱迪生》上头说的是青蛙的眼睛只能够看见动的东西。我将信将疑,问了一下爸爸。爸爸说:你还是做一个试验比较好。我点点头。
首先,我先找来一只青蛙,这只青蛙蹲坐在报纸上,用它警惕的大眼睛
盯着我的一举一动,好像警察监视罪犯一样。它身穿美丽的绿皮袄,好像一个贵妇人,仪态端庄。
我先把事先拍死的苍蝇放到它面前。那只苍蝇好像在青蛙的眼里消失了,对这嗟来之食无动于衷。我拿出了小细线,将苍蝇细心翼翼地扎好,然后在它的眼前不停地摇晃。突然,青蛙的注意力不在我身上了,它目不转睛地盯着那只会飞的苍蝇。没过一会儿,只听扑的一声,青蛙伸出了它长长的、粉红色的舌头,轻轻一卷,便把苍蝇卷进了肚子里。
这次实验证明了:青蛙的眼睛只能够看见动的东西,看不见不会动的东西。于是,科学家们便经过青蛙的眼睛发明了电子蛙眼!
动物仿生学的例子:
蜘蛛和装甲
生物学家发现蜘蛛丝的强度相当于同等体积的钢丝的5倍。受此启发,英国剑桥一所技术公司试制成犹如蜘蛛丝一样的高强度纤维。用这种纤维做成的复合材料能够用来做防弹衣、防弹车、坦克装甲车等结构材料。
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电鱼与伏特电池
自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有500余种。人们将这些能放电的鱼,统称为电鱼。
各种电鱼放电的本领各不相同。放电本事最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏的电压;电鳗能产生500伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。
电鱼放电的奥秘究竟在哪里经过对电鱼的解剖研究,最终发此刻电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器官是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不一样,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中;电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体,位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了。
电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣。19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏特电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做人造电器官。对电鱼的研究,还给人们这样的启示:如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。
动物仿生学的例子(八):
水母的顺风耳
在自然界中,水母,早在5亿多年前,它们就已经在海水里生活了。可是,水母跟顺风耳又有什么关系呢?人们肯定会问这样一个问题。因为,水母在风暴来临之前,就会成群结队地游向大海,就预示风暴即将来临。可是,这又与顺风耳有什么关系呢?原先,在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波(频率为8~13赫兹),是风暴来临之前的预告。这种次声波,人耳是听不到的,而对水母来说却是易如反掌。科学家经过研究发现,水母的耳朵里长着一个细柄,柄上有个小球,球内有块小小的听石。科学家仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,相当精确地模拟了水母感受次声波的器官。
动物仿生学的例子(5 ):
蛋壳与薄壳建筑
蛋壳呈拱形,跨度大,包括许多力学原理。虽然它仅有2mm的厚度,但使用铁锤敲砸也很难破坏它。建筑学家模仿它进行了薄壳建筑设计。这类建筑有许多优点:用料少,跨度大,坚固耐用。薄壳建筑也并非都是拱形,举世闻名的悉尼歌剧院则像一组泊港的群帆。
动物仿生学的例子( 6 ):
蝴蝶与人造卫星
五彩的蝴蝶锦色粲然,如重月纹凤蝶,褐脉金斑蝶等,尤其是萤光翼凤蝶,其后翅在阳光下时而金黄,时而翠绿,有时还由紫变蓝。科学家经过对蝴蝶色彩的研究,为军事防御带来了极大的裨益。在二战期间,德军包围了列宁格勒,企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时人们对伪装缺乏认识的情景,提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理,在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。所以,尽管德军费尽心机,但列宁格勒的军事基地仍安然无恙,为赢得最终的胜利奠定了坚实的基础。根据同样的原理,之后人们还生产出了迷彩服,大大减少了战斗中的伤亡。
人造卫星在太空中由于位置的不断变化可引起温度骤然变化,有时温差可高达两、三百度,严重影响许多仪器的正常工作。科学家们受蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照射方向自动变换角度而调节体温的启发,将人造卫星的控温系统制成了叶片正反两面辐射、散热本事相差很大的百叶窗样式,在每扇窗的转动位置安装有对温度敏感的金属丝,随温度变化可调节窗的开合,从而坚持了人造卫星内部温度的恒定,解决了航天事业中的一大难题。
动物仿生学的例子( 7 ):
甲虫与炮弹
气步甲炮虫自卫时,可喷射出具有恶臭的高温液体炮弹,以迷惑、刺激和惊吓敌害。科学家将其解剖后发现甲虫体内有3个小室,分别储有二元酚溶液、双氧水和生物酶。二元酚和双氧水流到第三小室与生物酶混合发生化学反应,瞬间就成为100℃的毒液,并迅速射出。这种原理已应用于军事技术中。二战期间,德国纳粹为了战争的需要,据此机理制造出了一种功率极大且性能安全可靠的新型发动机,安装在飞航式导弹上,使之飞行速度加快,安全稳定,命中率提高,英国伦敦在受其轰炸时损失惨重。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。这种武器将两种或多种能产生毒剂的化学物质分装在两个隔开的容器中,炮弹发射后隔膜破裂,两种毒剂中间体在弹体飞行的810秒内混合并发生反应,在到达目标的瞬间生成致命的毒剂以杀伤敌人。它们易于生产、储存、运输,安全且不易失效。萤火虫可将化学能直接转变成光能,且转化效率达100%,而普通电灯的发光效率仅有6%。人们模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍,大大节俭了能量。另外,根据甲虫的视动反应机制研制成功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中。
动物仿生学的例子( 8 ):
苍蝇与平衡棒
昆虫学家研究发现,苍蝇的后翅退化成一对平衡棒。当它飞行时,平衡棒以必须的频率进行机械振动,能够调节翅膀的运动方向,是坚持苍蝇身体平衡的导航仪。科学家据此原理研制成一代新型导航仪振动陀螺仪,大大改善了飞机的飞行性能llj,可使飞机自动停止危险的滚翻飞行,在机体强烈倾斜时还能自动恢复平衡,即使是飞机在最复杂的急转弯时也万无一失。苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼,能看清几乎360。范围内的物体。在蝇眼的启示下,人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照相机,在军事、医学、航空、航天上被广泛应用。苍蝇的嗅觉异常灵敏并能对数十种气味进行快速分析且可立即作出反应。科学家根据苍蝇嗅觉器官的结构,把各种化学反应转变成电脉冲的方式,制成了十分灵敏的小型气体分析仪,已广泛应用于宇宙飞船、潜艇和矿井等场所来检测气体成分,使科研、生产的安全系数更为准确、可靠。
动物仿生学的例子( 9 ):
翠鸟是一种可爱的小型鸟类,以捕食水中的小鱼为生。
但我们都明白,水面会反射太阳的光线。当我们俯瞰水面时会受到反射光的影响,看不清水下的情景。如果水是流动的或水面受风的影响而产生波浪,就更加看不清水下的情景。那么翠鸟是如何对水下的情景一目了然的呢?答案就藏在翠鸟的眼睛里。翠鸟的眼睛与人类相比除了大小差别很大外,结构也存在着巨大差异。翠鸟的眼睛里有一种特殊的细胞,能够滤除太阳光中的蓝色光。而太阳光中的蓝光是导致我们看不清水面的主要光线,所以,翠鸟能够轻而易举的看清水下的情景。而人类的眼睛中没有这种特殊的细胞,所以我们看不清水下的情景。
翠鸟眼睛的特殊功能对我们人类有什么启示呢?科学家仿照翠鸟的眼睛制造了一台仿生学摄像机,这台摄像机除了具有传统摄像机的摄像功能外,还有一个特殊功能,那就是能够滤除太阳光中的任何一种光线。显然,这台仿生摄像机的功能比翠鸟的眼睛还要强大。为了验证这台摄像机的功能,科学家们做了比较试验。将传统摄像机安放在直升机上对波涛汹涌的大海进行航拍,得到的图像很单一,监视器上仅仅出现了蓝色的海浪。而将仿翠鸟眼睛摄像机安放在直升机上对同一海域进行航拍时,监视器上出现了不一样的情景:这片海域有两头海豚和三头座头鲸,其中有一头是幼鲸。这样的结果令科学家喜出望外。有了这样的摄像机,科学家们就有可能对鲸类的觅食、迁徙、繁殖等习性进行跟踪研究,从而保护这类濒危物种。这对维护海洋的生态平衡、保护物种多样性具有巨大的意义。当然,笔者不期望这种高端产品落入日本的捕鲸者手里,否则,后果不堪设想!
动物仿生学的例子(1 0):
猫头鹰是完美的夜间捕猎者,是鼠类等小型哺乳动物的天敌。
它们能够悄无声息地飞向猎物发起致命一击。要明白,老鼠的听觉、嗅觉等感官及其灵敏,猫头鹰是如何做到悄无声息靠近猎物的呢?科学家对猫头鹰的翅膀做了深入的研究。他们发现猫头鹰的翅膀及其柔软,好像天鹅绒一般。这种材质的翅膀为什么能大幅度降低噪音呢?科学家们把猫头鹰翅膀模型放在风洞中进行试验,发现空气基本上是贴着翅膀表面流动的,这就减小了空气的振动。这种材质的翅膀在飞行时能大幅度减少翅膀后面的空气扰流,从而大幅度降低噪音。而形状相同、材质不一样的翅膀模型放入风洞中进行试验时会发现空气流经翅膀时不会紧贴翅膀表面,扰流比较严重,噪音也大。
难道我们要把飞机的翅膀粘上天鹅绒吗?显然不行。飞机的翅膀和猫头鹰的翅膀有很多区别,照抄照搬显然是不科学的。那么猫头鹰的翅膀还有什么值得模仿的呢?
科学家又做了一个比较试验,让猫头鹰和家鸽近距离飞过一层羽毛。家鸽的体型与猫头鹰相仿,是很好的比较对象。试验的结果是:当猫头鹰飞过这些羽毛时,羽毛基本是不动的;而当鸽子飞过这些羽毛时,羽毛被大幅度的搅动。为什么会有这么大的差别呢?科学家对猫头鹰和鸽子的翅膀形状进行了比较,发现猫头鹰的翅膀边缘呈锯齿状。正是这种特殊的形状降低了空气的波动,加上特殊的材质,从而降低了噪音。基于这一发现,科学家制造了一台有着锯齿状边缘的仿生风机。与传统风机相比,这台仿生风机的噪音降低了80%,并且节俭了能源。要明白,从电脑的散热风扇到大型客机的发动机,从家用电风扇到大型中央空调的散热器,风扇几乎无处不在。如果这些风扇都能换成仿生风扇,将大幅度降低噪音和能源消耗,对节俭资源、保护环境、促进人与自然和谐相处都有着不可估量的现实意义。
动物仿生学的例子(1 1):
壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带供给了令人鼓舞的前景。
动物仿生学的例子( 12 ):
模拟蓝藻的不完全光合器,将设计出仿生光解水的装置,从而可获得很多的氢气。
动物仿生学的例子(二十五):
贝用它的蛋白质生成的胶体十分牢固,这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。