‘壹’ “薄壳结构”的建筑物有什么
龟壳的背甲悄扮呈拱形,跨度大,包括许多力学原理。虽然它只有2 mm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:用料局运迹少桐并,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。
‘贰’ 科学家从哪些动物的什么中得到启示发明了什么
蝙蝠的回声定位发明了雷达 鸟在天空飞翔:制造了各种飞行器。
蜜蜂造巢窝:各种正六边形的蜂巢结构板材。
每只蜻蜓的翅膀末端,都有一块比周围略重一些的厚斑点,这就是防止翅膀颤抖的关键。飞机设计师研究苍蝇、蚊子、蜜蜂等的飞行方法,造出了许多具有各种优良性能的新式飞机。
鲸:外形是一种极为理想的“流线体”,而“流线体”在水中受到的阻力是最小的。后来工程师模仿(fǎng)鲸的形体,改进了船体的设计,大大提高了轮船舴的速度。
蛋壳:能够把受到的压力均匀(yún)地分散到蛋壳的各个部分。建筑师根据这种“薄壳结构”的特点,设计出许多既轻便又省料的建筑物。
袋鼠:会跳跃的越野汽车,
贝壳:外壳坚固的坦克……
鱼儿在水中游荡:学会了游泳,发明潜艇。
连体鲨鱼装:第一代鲨鱼装模仿了鲨鱼的皮肤,在泳衣上设计了一些粗糙的齿状突起,以有效地引导水流,并收紧身体,避免皮肤和肌肉的颤动。第二代鲨鱼装又增加了一些新的亮点,加入了一种叫做“弹性皮肤”的材料,可使人在水中受到的阻力减少4%。
大乌龟背小乌龟:转动炮塔的坦克。
让盲者见到光明:在植入了微小的仿生视网膜之后,3位失明患者不仅看到了明灭或者移动的光点,甚至还成功地用眼睛区别出杯子和盘子。
人工合成蛛丝:蛛丝含有一种纤维蛋白,这种蛋白质和存在于毛发和羊角中的角质蛋白相似。这种蛋白分泌出来后开始变得坚韧。通过精细的平衡水的含量,蜘蛛和蚕可以防止纤维蛋白过快固化。
蜻蜓-飞机; (直升机)
青蛙—快速扫描系统
苍蝇-气味探测器
螳螂—镰刀
电鱼与伏特电池。经过对电鱼的解剖研究,发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。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打电池。
水母耳朵: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
生物学家通过对蛛丝的研究制造出高级丝线,抗撕断裂降落伞与临时吊桥用的高强度缆索。船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿。
响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的“热眼”功能和其舌上排列着一种似照相机装置的天然红外线感知能力的原理,研制开发出来的现代化武器。
火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。
科研人员通过研究变色龙的变色本领,为部队研制出了不少军事伪装装备。
科学家研究青蛙的眼睛,发明了电子蛙眼。
白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆,还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器—一块干胶炮弹。
美国空军通过毒蛇的“热眼”功能,研究开发出了微型热传感器。
我国纺织科技人员利用仿生学原理,借鉴陆地动物的皮毛结构,设计出一种KEG保温面料,并具有防风和导湿的功能。
根据响尾蛇的颊窝能感觉到0.001℃的温度变化的原理,人类发明了跟踪追击的响尾蛇导弹。
人类还利用蛙跳的原理设计了蛤蟆夯。
人类模仿警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬”。
科学家根据野猪的鼻子测毒的奇特本领制成了世界上第一批防毒面具。
还有通过蝙蝠,发明了超声波,
由海豚,发明了声纳。甲虫
甲虫自卫时,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。这种原理目前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8—10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只胡雀基有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,大大节约了能量。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裤谨地应用于航空事业中。岁镇
‘叁’ 科学家从生物身上得到启示,从而有所发明和创造,你从动物身上又受到哪些启发呢作文
建筑上的“薄壳结构”:一个人握住一个鸡蛋使劲地捏,无论怎样仔凯瞎用力也不能把鸡蛋捏碎。薄薄的鸡蛋壳之所以能承受这么大的压力,是因为它能够把受到的压力均匀地分散到蛋壳的各个部分。建筑师根据这种“薄壳结构”特点,设计出了许多既轻便又省料的建筑物。人民大会堂、北京火车站以及其他很多着名建筑,屋顶都采用了这种“薄壳结构”。
响尾蛇与现代军事装备:响尾蛇的视力几乎为零,但其鼻子上的颊窝器官具有热定位功能,即使爬孙隐虫、小兽等在夜间入睡后,凭借它们身体所发出的热能,响尾蛇都能感知并敏捷地前往捕食。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,以及仿生红外线探测器。
长颈鹿与抗荷飞行服:超音速歼击机突然加速爬升的时候,由于惯性的作用,飞行员身体中的大量血液会从心脏流向双脚,使脑子产生缺血现象。如何解决这个问题?科学家从长颈鹿的身体构造得到启发。长颈鹿的脖子很长,脑子与心脏的距离大约是3米,要使血液能输送到头上,血压相对要高,大约是人体的两倍。但当长颈鹿低头喝水时,血液却没有一股脑地涌向头部。原来是裹在长颈鹿身体表面的一层厚皮起了作用。长颈鹿低头时,厚皮紧紧地箍住了血管,限制了血压,使其不能因血压突然升高而发生意外。依照长颈鹿皮原理设计的抗荷飞行服,飞行员穿上后在一定程度上起到了限制血压的作用,当飞行加速时,抗荷飞行服还能压缩空气,也能对血管产生一定的压力,就此而言比长颈鹿的厚皮更高明了一步。
向植物取经:车前草是一种很普通的小草,它的叶子是按螺旋形来排列的,这种排列方式,使每片叶子都能得到充足的阳光,有利于植物的生长。建筑师们依照车前草叶子的形状,设计建造了螺旋状排列的楼房,使每个房间都能享受到明亮、温暖的阳念空光,避免了普通楼房在这方面的不足。
高山上的云杉长年累月都经受着狂风的袭击,树干的底部变得又粗又大,整个树干成了圆锥形。这种形状使云杉牢牢地挺立在山顶之上。人们模仿云杉建立的广播电视塔,即使遭到强台风的袭击,也不会有倒塌的危险。
‘肆’ 这种薄壳结构带给人什么启示发明了什么请知道者赶紧回答,我要写作文 O(∩_∩)O谢谢!
壳,是一种曲面构件,主要承受各种作用产生的中面内的力。薄壳结构就是曲面的薄壁结构,按曲面生成的形式分为筒壳、圆顶薄壳、双曲扁壳和双曲抛物面壳等,材料大都采用钢筋和混凝土。壳体能充分利用材料强度,同时又能将承重与围护两种功能融合为一。实际工程中还可利用对空间曲面的切削与组合,形成造型奇特新颖且能适应各种平面的建筑,但较为费工和费模板。1.筒壳(柱面薄壳):是单向有曲率的薄壳,由壳身、侧边缘构件和横隔组成。横隔间的距离为壳体的跨度l↓1,侧边构件间距离为壳体的波长l↓2。当l↓1/l↓2≥1时为长壳,l↓1/l↓22<1为短壳。2.圆顶薄壳:是正高斯曲率的旋转曲面壳,由壳面与支座环组成,壳面厚度做得很薄,一般为曲率半径的1/600,跨度可以很大。支座环对圆顶壳起箍的作用,并通过它将整个薄壳搁置在支承构件上。3.双曲扁壳(微弯平板):一抛物线沿另一正交的抛物线平移形成的曲面,其顶点处矢高f与底面短边边长之比不应超过1/5。双曲扁壳由壳身及周边四个横隔组成,横隔为带拉杆的拱或变高度的梁。适用于覆盖跨度为20~50米的方形或矩形平面(其长短边之比不宜超过2)的建筑物。4.双曲抛物面壳:一竖向抛物线(母线)沿另一凸向与之相反的抛物线(导线)平行移动所形成的曲面。此种曲面与水平面截交的曲线为双曲线,故称为双曲抛物面壳。工程中常见的各种扭壳也为其中一种类型,因薄壳结构容易制作,稳定性好,容易适应建筑功能和造型需要,所以应用较为广泛。
生物界的各种蛋壳、贝壳、乌龟壳、海螺壳以及人的头盖骨等都是一种曲度均匀、质地轻巧的“薄壳结构”。这种“薄壳结构”的表面虽然很薄,但非常耐压。模仿闷昌耐它们壳体在外力作用下,内力都沿着整个表面扩散和分布的力学特征,在建筑工程中早已得到广泛应用。日本东京的代代木体育馆则活像一只巨大的海螺,其外观曲线流畅、轻快、形态动人,被认为是当代最成功的体育建筑之一
车前子的叶子一般呈螺旋状排列,夹角为137º30´30"。只有这样,每片叶子方能得到最多的阳光。设计师们向车前子借鉴了调节日光辐射的原理,匠心独具地建造一座呈螺旋状排列的13层楼房,每个房间都可以得到最充足的阳光。
“薄壳结构”是有的,不过应该说贝壳和叶子的共同特征就是叶子有叶脉,贝壳上也有类似结构,这就好比人的骨架,起支撑作用,所以贝壳和叶子能在外壁很薄的情况下保持很高的强度。
许多科学家发现,在上百万年的生物进化过程中,树总是有一些巧妙的办法来解决生存中遇到的问题。人们可以从树身上得到一些启示。
一个种群生存下来的关键,往往体现在日常的细微现象中。在空间狭小的情况下,生物为生存就产生了折叠结构。
日本的折纸工艺,小纸片不仅看起来赏心悦目,还给人们许多启迪,这张纸团皱之后,出现一个个菱形。这种褶皱形状在这张被团皱的纸上到处都是。这种褶皱结构也可以在任何一种薄质物体上存在。如在我们的衬衫上看到它们。所有薄质结构的物体都遵循这个原理。
在这美丽的折叠结构中,还包含着数学上的正确性。因此,菱形结构上建立起来的锯齿形折叠结构理论是正确的。由此理论而设计的锯齿形折叠太阳能吸收器节省空间,又经久耐用。
一个伸展开有3米长的飞行器触角,被收缩在一个只有2厘米高的盒子里。这个构想来源于设计者对植物的观察。
易拉罐不会破碎,在挤压中产生压力的同时也吸收了能量。
汽车设计者们据此演绎出“屈服获救法”,现在问题是能量怎样被吸收的更好?办法是,将车体巧妙的折叠。
通过观察减震器可以清楚地看到,没有折断而是像易拉罐一样被挤压变形,通过这种方法,它吸收了碰撞的能量。
叶子的折叠结构是天才的设计,迅衡贴近观察一片叶子,可以看到每个细胞都是一个复杂的单位。一层细胞膜包裹着的水状物,但这个像水一样简单的结构,却已经存在了几十亿年。
放射虫这些细小的原生物,它们的外层细胞膜上嵌有一层氧化硅骨架,这种如珠宝镶嵌式的结构使其坚固又漂亮。
巴塞罗那纪念教堂与自然界的细胞结构很相似,因为都遵循了同一个法则,即坚固又尽可能的轻。
再也没有其他的结构能像贝壳能用如此少的材料跨越这么广阔的区域,理想的造型是半球形贝壳结构,它的重量被均分到整个结构上,因 此不会发生危险的弯曲折断的现象。
这就是瑞士设计师海因茨伊斯勒设计的建筑不需要任何支撑,它同贝壳的构造一样,蚂春坚固又有吸引力。
在自然界中壳状结构是最普遍的结构。弯曲的圆形形状给他们最大的力量,蜗牛壳、坚果壳、各种各样的甲壳类动物,这些壳都极薄,但因为他们的形状,使它们难以想象的坚固,可以提供最大的保护。还有一些质地柔软的物质如蘑茹也是壳形,还有花瓣,大多数的叶片都是壳形结构。
海因茨伊斯勒的花园为他的设计提供了灵感。
它的壳状结构的最初模型被用来测试持久性和忍耐力。在他的实验中,打破了传统的构造上的设计,大自然按照用最少的材料承受最大的压力的法则,不同计算机也能设计出不计其数的各种形状。建筑学就是应用生物形状的传统领域,而贝壳就是最原始而且自然的住所。也许未来,圆形可以代替建筑学中的稳定直线形,这样在任何地方都可以住在舒适而又安全的建筑构造中。
‘伍’ 薄壳结构的学问是什么
问题一:薄壳结构叫什么学问? 人们发现,蛋壳、蚌壳本身是很薄的,但是这样的外形形状却使它们变得坚固起来。建筑师们从中得到启发,设计出了省工省料、优美轻便的薄壳结构。
从外观看,这些薄壳结构有的像半球形,有的像圆球形,有的像不规则但非常美观的弧形。尽管它们形态各异,却都有着共同的力学特征。薄壳结构在受到外力的作用时,能够把力沿着整个壳体表面向四周均匀传递,使壳体上单位面积受的力并不大。更为重要的是,在壳体上不存在作用力集中于一个地方的情况。建筑物垮塌不是建筑物每一处都承受不住力了,而往往是有一处不能承受重压而导致整个建筑物垮掉,所以,薄壳结构这个特点很重要。
因为薄壳结构能够承受很大的压力,所以建筑师们用它们做成很大、很薄的屋顶。这不但减轻屋顶重量,节约大量材料,而且内部可以空间很大而又没有柱子,所以大型建筑如大厅、体育场馆很多首选薄壳结构。
问题二野猛:薄壳结构的优点是什么 1,名词解释
薄壳结构是建筑学上的术语。壳,是一种曲面构件,主要承受各种作用产生的中面内的力。薄壳结构就是曲面的薄壁结构,按曲面生成的形式分为筒壳、圆顶薄壳、双曲扁壳和双曲抛物面壳等,材料大都采用钢筋和混凝土。
2,特点
一个人握住一个鸡蛋使劲地捏,无论怎样用力也不能把鸡蛋捏碎。薄薄的鸡蛋壳之所以能承受这么大的压力,是因为它能够把受到的压力均匀地分散到蛋壳的各个部分。建筑师根据这种“薄壳结构”特点,设计出了许多既轻便又省料的建筑物。人民大会堂、北京火车站以及其他很多着名建筑,屋顶都采用了这种“薄壳结构”。
问题三:薄壳结构特点指的是什么 薄壳结构属于空间受力结构,它的特点是主要承受曲面内的轴向压力、弯矩很少。它的受力比较合理,材料强度能得到充分利用。薄壳结构适合于跨度和空间较大的建筑。网架典型结构形式 1、交叉桁架体系:如两向正交正放网架、两向正交斜放网架、两向斜交斜放网架、三向网架(图1)。 2、四角椎体系:如正放四角椎网架(图2)、正放抽空四角椎网架、斜放四角椎网架、星形四角椎网架、棋盘形四角椎网架等。 3、三角椎体系:如三角椎网架(图3)、抽空三角椎网架、蜂窝形三角椎网架等。 4、曲面网架体系:如球壳(图4)、筒壳、扭壳、锥体等。 5、其它体系:如六角锥网架、蛛网式网架、折板型网架、组合网架、斜拉网架(图5)等。 网架支承方式 1、周边支承网架(图6):该形式传力直接,受力均匀,是采用最普通的一种支承形式。 2、点支承网架(图7):可置于4个或多个支点上,采用上弦、下弦或柱帽支承(图8)。 3、周边与中间点支承相结合的网架(图9):该形式特别适用于大面积的工业厂房或其它类似建筑。
问题四:人搜吵类根据鸡蛋世脊侍的“薄壳结构”特点,设计出既轻便又省料的建筑物.这门学问叫什么? 仿生学
仿生学是指人类模仿生物功能,来发明创造的科学。它是一门新型边缘学科。研究对象是生物体的结构、功能和工作原理,并将这些原理移植于人造工程技术之中。该学科的问世,大大开阔了人类的技术眼界,显示了巨大的发展潜力,是人类智慧的结晶。
问题五:薄壳结构的分类 1.柱面薄壳:是单向有曲率的薄壳,由壳身、侧边缘构件和横隔组成。横隔间的距离为壳体的跨度l↓1,侧边构件间距离为壳体的波长l↓2。当l↓1/l↓2≥1时为长壳,l↓1/l↓22
‘陆’ 人类的老师
蜻蜓——直升机
蜂眼——照相机镜头
鸟——飞机
蝴蝶——卫星
蝙蝠---雷达
海鸥--水上飞机
鸡蛋--薄壳结构
鲸--轮船
叶子——轮子
潜水艇的形状——鱼的梭型外形
袋鼠--越野汽车
贝壳--坦克
蚁群行车走路策略也许对人类有所启发
蚂蚁大军出行技高一筹
现代都市中,交通阻塞已经成了天天上路时不得不面对的大难题。一旦堵车,不但耽误各路人马的时间,还会徒增车里车外人的烦躁情绪。如何解决这个城市“痼疾”?
英国学者对蚂蚁研究后表示,也许人类可以从小小的蚂蚁身上得到一些启示。蚂蚁虽小,可在“行车走路”方面却比人类技高一筹。研究人员介绍说,数百万的蚂蚁大军通常都会很“耐得住寂寞”,它们只简单地沿着一种道路结构前进,以此来保证队伍能够尽快到达目的地,不会因道路选择而延误时间。与人类相比,假如要从A地到达B地,蚂蚁大军已经摸索出了一套逻辑性和成功率高得多的方法。
生物学家说,蚂蚁大军日复一日地不停搬家、赶路,它们的出行策略也许对那些在城市中穿梭往返的人们能够有所启发,减轻出行压力。蚁群已形成了自己行之有效的“交通网络”,它们几乎是“盲目”地遵循这一路线,不存一丝怀疑。对各个蚁群中每个成员来说,能够“精早亏察确”地贯彻行进路线是至关重要的。
科学家说,即便它们的视力不如人类,大脑也比人类小得多,蚁群所遵循的行为规则也及其简单,这套办法也确实发挥了作用。其实,蚂蚁的世界也是一个小社会,与都市丛林中生活的人类有许多相似之处。它们与人类一样,都面临废物处理、管理机构、交通出行等问题。如果我们能够意识到自然界中有许多问题都得到了“完美”解决,那么人类就应该做得更好才对。
科学家说,不同之处在于,人类是自私的。每个人都想快点去上班,不会去关心其他的人。如果我们的司机都能更加耐心一些,蚂蚁世界中简单的交通规则在人类这里说不定也能行得通陆茄。
在印度,人们常用一种特制的小盒子捕捉猴子。在安置好的盒子里放上美味的坚果,盒子上开一个小口,刚好能插进猴子的前爪,但只要猴子抓住坚果不放,其爪子就抽不出来。这样它要么放下果子,继续自己的自由,要么就抓紧果子,等着被收拾。绝大部分的猴子是抓住果子不放,以致被猎人轻而易举地捉住。人也常常陷空梁入此种境地,把好东西放到盒子里的人就能控制住到盒子里拿东西的人。不过只要我们愿意放弃这种好处,就不会被他人所控制
蜘蛛与科学家
清晨,你看见屋檐上挂着一张蜘蛛网,可能引不起什么兴趣。可是你知道吗,这种不招人喜欢的昆虫,却吸引了许多科学家的注意。
蜘蛛的腿里没有一点肌肉,却非常灵活,原来,它的腿里充满一种液体,蜘蛛可以随时调节这种液体的压强,用来支配8条腿的运动,在网上进退自如。这种方法在物理学上叫作液压传动。许多液压机械就是受此启发而发明的。
我们知道,蜜蜂的六角形蜂房是最节省材料的建筑设计,而蜘蛛网的结构更能赢得数学家的赞叹!蜘蛛网看上去是呈“八卦”形的复杂几何图形,你用直尺和圆规也很难画得这么匀称,这么美。蜘蛛是按照一种高级几何曲线来织网的,那是一种“对数螺线”的无穷曲线,要用复杂公式来计算。小小的蜘蛛却能轻易织出如此复杂图形,这里面的秘密吸引了很多科学家。
蜘蛛最吸引人的是“纺织器”。原来它体内丝囊中有胶液,腹部后端有吐丝器,吐丝器有许多小孔;胶液通过小孔,被附着物拉扯变细变长,凝成细丝。一根蛛丝是很多细丝合并而成的。人们受到启发设计出人造丝、人造纤维的喷丝头,在纺织业引起了一场革命。
人们研究蜘蛛的主要目的是向它要丝。人类养蚕得到丝,织成美丽的绸缎。但养蚕很辛苦,需要大量桑叶,对饲养温度、湿度要求严格,还须严防蚕生病。生产1kg蚕丝,需要5500多个蚕茧,因此绸缎价格昂贵。而蜘蛛则不那么娇贵,到处都可以生存,许多科学家都希望能直接向蜘蛛要丝。法国科学家卜翁织成了世界上第一副“蛛丝手套”,轻盈透明,轰动一时。但问题是,饲养蜘蛛也非易事,蜘蛛要吃昆虫,有时会自相残杀。另外蜘蛛不会作茧,到处吐丝也不好控制。经过计算,生产1kg蛛丝,居然需要150万个蜘蛛。因而批量生产蛛丝实在困难,必须另想办法。
生物学家的最新研究带来希望,这就是基因工程。科学家将蜘蛛体内生产蛛丝的基因,移植到一种细菌体内,使细菌有分泌蛛丝胶液的能力,大量繁殖培养后,可利用这种蛛丝胶液。这种胶液的拉力强度大,有弹性,不易断裂,容易染色,手感好,是一种很有发展前途的“人造蛛丝”。也有报道说,将蜘蛛的成丝基因移植到山羊体内,使山羊奶变成蛛丝胶液,这样得到的胶液更快更多。
“人造蛛丝”还有更新更重要的用途,比如织成高强度的防弹背心,很轻又透气,比传统的沉重防弹衣要强多了。另据最新报道,科学家制成“电镀蜘蛛丝”,将极细的蛛丝电镀一层金属,成为强度极高的”纳米导线”,直径仅有100nm。这种导线的研究成功,又将引起微电子器件制造业的一场革!
你瞧,小小蜘蛛身上的学问还真不少呢!
冰虫被称为地球上惟一冻不死的生物,具有科学家理想中外星生命的特质。科学家认为冰虫这种罕见的耐寒体质可以证明在外星球上也可能存在像冰虫一样的耐寒生物。它们在冰中自由行走,在极地低温下活跃生存,稍微升温便化成一团粘稠。《西雅图时报》2月21日报道,美国生物学家将联合美国宇航局和《国家地理杂志》投入巨资研究极地冰虫,希望据此在探索外星生命的旅程上迈出一大步。
极地冰虫是少数活跃在极地低温下的生物之一。它们被生物学家称为,最大的无脊椎动物,冰封大地中最活跃的生物。极地冰虫生活在终年积雪的冰川地带。在美国阿拉斯加、英国哥伦比亚和俄勒冈州靠近极地的冰川区都可以发现它们身影。它们个头非常小,在雪地里就像一丝细细的小黑线。
它们可能是世界上最不怕冷的动物。在冰川地区刺骨的寒温下,其他动物几乎被冻成冰棒,甚至连细胞都冻得“咯咯”作响。然而这种低温对于极地冰虫来说却是最舒适的生活环境。科学家发现,冰虫的细胞膜和细胞酶在低温下正常新陈代谢,细胞膜保持固有的弹性。
冰虫不仅抗冻还耐饿。科学家曾把几只冰虫放在冰箱里研究。两年过去了,不吃不喝的冰虫在冷藏室里依然顽强地生存着。
但冰虫也有致命的缺点———怕热。冰虫抵御高温的能力异常脆弱,只要温度高于四摄氏度,冰虫细胞膜就溶化,细胞内的酶也化成一堆干草模样的粘稠物。
穿冰之谜: 破冰有术?
围绕冰虫的众多难解之谜中,最令人匪夷所思的是冰虫可以在固体冰块中自由穿行。谁也不知道它们是怎么破冰而出。
有的科学家说,冰虫可能顺着冰中的缝隙钻出冰面;还有的人猜测冰虫有破冰术。多名生物学家猜想,冰虫体内可能含有化冰物质。每当它们穿冰而行时,体内细胞释放出能量,把周围的冰块融化,形成一条通道,就像是“滚烫的刀子切化了黄油”。
一名研究雪地动物的专家说,在众多雪地跳蚤、雪地线虫和雪地蜘蛛中,冰虫是最神奇的动物。北极熊厚厚的皮毛使它与外界低温隔绝,自身又可以储存能量。南极鳕血液内有防冻剂,使它在冰天雪地中照常生活。然而浑身赤裸、微小的冰虫靠什么来保暖,甚至穿冰?生物学家普策尔说:“当温度下降时,冰虫体内马上制造能量。就像往油箱里加汽油。”
藏身之谜:冬天绝迹?
冰虫的生活方式也充满奥秘。它们总是生活在终年积雪的冰川地带,行踪隐秘。一到夏天大规模的冰虫就破冰而出,出来搜寻食物。据寻找冰虫的研究者说,稍不留神就可能踩死上万只缠绕在一起的冰虫。
冰虫日落而出,日出而息。夏天太阳升起之前,冰虫纷纷躲回冰层。太阳落山后冰虫从洞穴中出来,搜寻海藻、花粉和其他可以消化的残渣作食物。所以它们的学名叫“solifugus”,即躲避太阳。
到了冬天,冰虫聚集地大都大雪封山,没有海藻或者其他食物,它们就躲在地下。但至今为止,没有人知道冰虫如何在地底过冬。一到冬天冰虫似乎绝迹。科学家怀疑它们躲在雪底冬眠。不过最近研究者发现如果挖的足够深,在冬天也可能看见冰虫。美国两名生物学家曾多次到终年积雪的雷尼克山中挖冰虫。他们至今找到的冰虫都藏身在3米以下的地洞中。
揭开谜底:就可能找到外星生命
冰虫被称为地球上惟一冻不死的生物,具有科学家理想中外星生命的特质。科学家认为冰虫这种罕见的耐寒体质可以证明在外星球上也可能存在像冰虫一样的耐寒生物。
2005年,美国宇航局(NASA)出资20万美元资助冰虫的研究项目。NASA认为冰虫能够在如此恶劣的环境中生活自若,本身就证明木星的冰球或者其他星球上可能也存在类似的外星生物。
美国《国家地理杂志》也注意到了冰虫,资助研究者寻找冰虫。《国家地理杂志》认为,冰虫在器官移植方面的价值远比它所代表的外星生命更有现实意义。冰虫细胞能够在低温下保持正常新陈代谢。而移植的器官在冷藏过程中却消耗能量,快速萎缩。如果冰虫新陈代谢的秘密能够揭开,医生就可以用化学和药物使器官保存更长久。
1887年,美国西雅图着名摄影家柯蒂斯首次发现了冰虫,为它取名“雪鳗”。但很少有人关注。近年来全球变暖使极地动物濒临灭绝,冰虫才慢慢进入研究者的视线。美国华盛顿一所大学的生物研究生本·李把冰虫选为自己的毕业论文课题。李说:“冰虫现在是炙手可热,对于它的研究几乎空白,然而它却是如此奇妙。”
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文人眼中的“冰虫”
文人的想象力确实丰富,早在20世纪初冰虫就出现在了作家的笔触中,一些书籍和诗歌也能见到冰虫的身影。这仅有不到5厘米长,生活在厚厚的冰雪之下的小虫子,那时就已经是诗人眼中爱情的见证,生命的感言了。
作家罗伯特·塞维斯在他的作品中多次提到这种神奇的小虫子。尤其是一部小说中的着名诗歌《98的痕迹》:“在那片淡蓝雪天之地,置身地之无极;极地平原的光影中,北极熊在欢唱歌舞;啊,你是我的心肝、我的生命、 我的灵魂;当极地的冰虫归巢时,我将见到你。”
而本·李也不仅仅在寻找研究着冰虫本身,他还有一个目标就是熟记塞维斯的140行长诗《蓝色雪山》:
当一切变的清晰,你走近羞怯的观望,小小的虫子拥挤在一起,伸着蓝色的鼻子,为了生命延续,它们寻找一切养分,它们互相咀嚼彼此的尾巴,直到顽强的活下去。
被诗人如此的钟爱,也许就是因为它们在那样恶劣的环境中依然能够生存。但是在未来的50年,由于全球变暖,它们赖以生存的冰雪就要慢慢消失,到那时冰虫也将成为一种灭绝的动物,人类可能只能在诗歌中感叹它们的神奇了
‘柒’ 科学家从老虎身上发明了什么
蜻蜓-飞机;顺风耳-电话;青蛙—快速扫描系统 苍蝇-气味探测器 螳螂—镰刀 鸡蛋-建筑物 科学家研究了蝙(biān)蝠(fú)飞行的秘(mì)密,从中得到启示,发明了雷达。可以说,蝙蝠是人类的老师。 其实,自然界可以充当人类“老师”的生物何止蝙蝠一种? 人类自古就想象鸟儿一样飞上蓝天。科学家认真研究了鸟类飞行的原理,终于在1903年发明了飞机。三十年以后,由于收音机速度的不断提高,经常发生机翼(yì)因剧烈抖动而破碎的现象,造成机毁人亡的惨(cǎn)祸(huò)。过了好久好久,人类才找到了防止这类事故的方法。其实蜻蜓早就解决了这个问题。原来,每只蜻蜓的翅膀末端,都有一块比周围略重一些的厚斑点,这就是防止翅膀颤抖的关键。早知道这一点,科学家可以少花多少精力啊!现在,飞机设计师吸取了这一教训,注意研究苍蝇、蚊子、蜜蜂等的飞行方法,造出了许多具有各种优良效能的新式飞机。 从前,在大海中航行的轮船,虽然头是尖尖的,但总是开不快。而有圆圆的大头的鲸,却常常轻而易举地超过海轮。什么原因呢顷颤激?科学家们仔细研究了鲸,发现它的外形是一种极为理想的“流线体”,而“流线体”在水中受到的阻力是最小的。后来工程师模仿(fǎng)鲸的形体,改进了船体的设计,大大提高了轮船舴的速度。 一个人握住一个鸡蛋使劲地捏,可是无论怎样用力,也不能把鸡蛋捏碎。薄薄的鸡蛋壳怎么这样坚固呢?科学家怀着极大的兴趣研究了这个问题,终于发现薄薄的蛋壳之所以能承受这么大的压力,是因为它能够把受到的压力均匀(yún)地分散到蛋壳的各个部分。建筑师根据这种“薄壳结构”的特点,设计出许多既轻便又省料的建筑物。人民大会堂和北京火车站以及其他很多着名建筑,屋顶都是这种“薄壳结构”。 苍蝇 蝇眼照相机 蝙蝠 雷达 海豚 声纳 鸟 飞机 昆虫 液压装置 蛇 红外线 鱼 潜水艇 蜘蛛 人造纤维 乌龟 装甲车 猫眼 夜视仪 此外,人们
琴纳——天花征服者
琴纳是英国一位非常有责任心的医生,他看到许多人因为得这个病而死去, 感到非常的伤心,他发誓一定要想出一个好办法来对付这个病毒。 有一天,他去统计村里死于天花这个病毒的人数。他挨家挨户登记的时候, 发现差不多每家都有被天花夺去生命的人, 可是当他检查到一个奶牛厂时, 看见 了一个奇怪的现象: 奶牛厂的挤奶姑娘竟没有一个死于天花或变成麻子的。 这是 怎么回事啊?琴纳猜想, 这一定与牛有关。 于是他就问挤奶姑娘 “你们的牛会不 会得天花啊?”挤奶姑娘告诉他说“牛也会得的,可是牛死去的很少,也不会变 成麻子,只是面板上会有一些小脓包。”琴纳想: “挤奶姑娘不得天花可与牛的 天花有关。”也许是牛的抵抗力很强,所以得了天花也是很轻微的,挤奶姑娘在 挤奶的时候手指沾到了牛的浓浆, 也得了天花, 但从牛的身上传染的天花反应却 是很轻微的。 他还发现得过一次的人以后再也不会得天花了。 也许是他们得了一 次以后人体就会产生一种 “免疫力”洞氏 。 挤奶姑娘得了一次轻微的天花以后也获得 了免疫力。
经过了 8 年的努力, 琴纳终于发现: 从牛身上获得的浓浆, 接种到人的身上, 会像挤奶姑娘那得轻微天花,以后就不患天花了。
鸟给人的启示鸟对人类的贡献是众所周知的。鸟类还有一种特殊的作用,这就是它启发了人类的智慧,为人类探求理想的技术装置或交通工具,提供了原理和蓝图。可以说,在结构、功能、通讯等方面,鸟类是人类的老师,许多现代科学技术问题,科学家常常需要去请教鸟类。鹰击长空,鸽翔千里,鸟类可以在空中自由飞行,这对人类是多么大的吸引和激励啊!传说,在2000多年前,我国的着名工匠鲁班,曾研究和制造过木鸟。据历史文献记载,1900多年前,我国就有人把鸟羽绑在一雀袜起,做成翅膀,能够滑翔百步以外。400多年以前,义大利人达·芬奇根据对鸟类的观察和研究,设计了扑翼机,试图用脚蹬的动来扑动飞行。后来,经过许多科学家的试验,人们才弄清鸟类定翼滑翔的机理,认识到机翼必须像鸟翼那样前缘厚,后缘薄,构成曲面才能产生升力,再加上工业提供了轻质的金属材料和大功率发动机,终于在1903年发明了飞机,实现了几千年来人类渴望飞上天空的理想。人类自从发明了飞机,飞上天空以后,就在不断地对飞机进行革新改造,不论是体积、载重、速度,都很快超过了鸟类。现代飞机已经比任何鸟类都飞得更快、更远、更高,尤其是近年来出现的各种飞行器,可以到星际间航行,更是鸟类所望尘莫及的。尽管这样,在某些飞行技术和飞行器的结构上,人造的飞机仍然不如鸟类那么完善而且精致,更不要说消耗能源方面了。例如,金鸻可以连续在海洋上空飞行4000多公里,而体重只减少60克,如果飞机能用这种效率飞行,那将会节省许多燃料。鸟类的翅膀具有许多特殊功能和结构,使得它们不仅善于飞行,而且会表演许多“特技”,这些特技还是目前人类的技术难以达到的。小小的蜂鸟是鸟中的“直升机”,它既可以垂直起落,又可以退着飞。在吮吸花蜜时,它不像蜜蜂那样停落在花上,而是悬停于空中。这是多么巧妙的飞行啊。制造具有蜂鸟飞行特性的垂直起落飞机,已经成为许多飞机设计师梦寐以求的愿望。鹰的眼睛是异常敏锐的。翱翔在两三千米高空的雄鹰,两眼扫视地面,它能够从许多相对运动着的景物中发现兔子、老鼠,并且敏捷地俯冲而下,一举捕获。鹰眼还具有对运动目标敏感、调节迅速等特点,它能准确无误地识别目标。现代电子光学技术的发展,使我们有可能研究一种类似鹰眼的系统,帮助飞行员识别地面目标,同时可以控制导弹。候鸟的迁徙路程,短则几百公里,长则几千公里。但是,它们总能准确地到达世世代代选定的目的地。这说明候鸟有极好的导航本领。科学家们早已对这些现象展开了研究,认为鸟类所以有很好的导航本领,是因为它们都有各自的特殊感觉器官,能够感觉和分析自然界不同地域环境因素的变化,从而辨认方向,寻找迁徙路线。有的靠辨认太阳的位置,利用太阳作定向标;有的靠辨认星星的方位,利用星象导航;有的靠感觉地球磁场的变化,利用地磁导航;还有的利用地球的重力场导航。弄清鸟类导航的原理之后,仿生学家和设计师就可以模仿制造各种小巧可靠的导航仪器,为发展航空、航海事业做出贡献。在企鹅的启示下,人们设计了一种新型汽车——“企鹅牌极地越野汽车”。这种汽车用宽阔的底部贴在雪面上,用轮勺推动前进,这样不仅解决了极地运输问题,而且也可以在泥泞地带行驶。
应该是潜艇的侧舵
发明了细菌武器
不是发明了什么,而是人们从蚂蚁身上学会了"团结就是力量",只要大家团结起来,小小的蚂蚁也可以搬动比它大好多倍的食物。
当然不是这么回事,发明鼠标的人发明了鼠标之后发现后面有根连线线,有点像老鼠,所以直接就叫它mouse(老鼠),延用至今,鼠标的发明与老鼠无关。
科学家从猪身上发明了防毒面具
细心的人回会注意到防毒面具的外形和猪嘴极为相似,这是为什么呢?莫非防毒面具的发明和猪嘴有关?事实确实如此。
在第一次世界大战期间,德军曾与英法联军为争夺比利时伊泊尔地区展开激战,双方对峙半年之久。1915年,德军为了打破欧洲战场长期僵持的局面,第一次使用了化学毒剂。他们在阵地前沿设定了5730个盛有氯气的钢瓶,朝着英法联军阵地的顺风方向开启瓶盖,把180吨氯气释放出去。顿时,一片绿色烟雾腾起,并以每秒三米的速度向对方的阵地飘移,一直扩散到联军阵地纵身达25 公里处,结果致使5万英法联军士兵中毒死亡,战场上的大量野生动物也相继中毒丧命。
可是奇怪的事情发生了,这一地区的野猪竟意外的生存下来。这件事引起了科学家的极大兴趣。经过实地考察,仔细研究后,终于发现是野猪喜欢用嘴拱地的习性,使它们免于一死。当野猪闻到强烈的 *** 性气味后,就用嘴拱地,以逃避气味的 *** 。而泥土被野猪拱动后其颗粒就变得较为松软,对毒气起到了过滤和吸附的作用。由于野猪巧妙地利用了大自然赐予它的防毒面具,所以它们能在这场氯气的浩劫中幸免于难。
根据这一发现,科学家们很快就设计、制造出了第一批防毒面具。但这种防毒面具没有直接采用泥土作为吸附剂,而是使用吸附能力很强的活性炭,而猪嘴的形状能装入较多的活性炭。所以,尽管吸附剂的效能越来越优良,但它酷似猪嘴的基本样式却一直没有改变。
防毒面具可以说是模仿猪嘴的一件杰作。
1、科学家模仿某些贝壳制成外壳坚硬的坦克
由于贝壳的斜面具有拱形结构的特点具有缓冲的效能,于是坦克的前装甲得到了改进,厚装甲的斜面一炮打过去都被弹飞了,
2、根据袋鼠又发明了“助跑器“
袋鼠跳跃每一次可跳5米以上,有时甚至可以跳10米多远,人们根据袋鼠的方式,就发明了“助跑器。
‘捌’ 求建筑中的仿生学~~~
仿生学
苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”,由30O0多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。
自然界形形色色的生物,都有着怎样的奇异本领?它们的种种本领,给了人类哪些启发?模仿这些本领,人类又可以造出什么样的机器?这里要介绍的一门新兴科学——仿生学。
鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之,三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。早在四百多年前,意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖,研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机,这是世界上第一架人造飞行器。
以上这些模仿生物构造和功能的发明与尝试,可以认为是人类仿生的先驱,也是仿生学的萌芽。
【发人深省的对比】
人类仿生的行为虽然早有雏型,但是在20世纪40年代以前,人们并没有扰伍自觉地把生物作为设计思想和创造发明的源泉。科学家对于生物学的研究也只停留在描述生物体精巧的结构和完美的功能上。而工程技术人员更多的依赖于他们卓越的智慧,辛辛苦苦的努力,进行着人工发明。他们很少有意识的向生物界学习。但是,以下几个事实可以说明:人们在技术上遇到的某些难题,生物界早在千百万年前就曾出现,而且在进化过程中就已解决了,然而人类却没有从生物界得到应有的启示。
首先是对生物原型的研究。根据生产实际提出的具体课题,将研究所得的生物资料予以简化,吸收对技术要求有益的内容,取消与生产技术要求无关的因素,得到一个生物模型;第二阶段是将生物模型提供的资料进行数学分析,并使其内在的联系抽象化,用数学的语言把生物模型“翻译”成具有一定意义的数学模型;最后数学模型制造出含李芹可在工程技术上进行实验的实物模型。当然在生物的模拟过程中,不仅仅是简单的仿生,更重要的是在仿生中有创新。经过实践——认识——再实践的多次重复,才能使模拟出来的东西越来越符合生产的需要。这样模拟的结果,使最终建成的机器设备将与生物原型不同,在某些方面甚上超过生物原型的能力。例如今天的飞机在许多方面都超过了鸟类的飞行能力,电子计算机在复杂的计算中要比人的计算能力迅速而可靠。
仿生学的基本研究方法使它在生物学的研究中表现出一个突出的特点,就是整体性。从仿生学的整体来看,它把生物看成是一个能与内外环境进行联系和控制的复杂系统。它的任务就是研究复杂系统内各部分之间的相互关系以及整个系统的行为和状态。生物最基本的特征就是生物的自我更新和自我复制,它们与外界的联系是密不可分的。生物从环境中获得物质谈毕和能量,才能进行生长和繁殖;生物从环境中接受信息,不断地调整和综合,才能适应和进化。长期的进化过程使生物获得结构和功能的统一,局部与整体的协调与统一。仿生学要研究生物体与外界刺激(输入信息)之间的定量关系,即着重于数量关系的统一性,才能进行模拟。为达到此目的,采用任何局部的方法都不能获得满意的效果。因此,仿生学的研究方法必须着重于整体。
仿生学的研究内容是极其丰富多彩的,因为生物界本身就包含着成千上万的种类,它们具有各种优异的结构和功能供各行业来研究。自从仿生学问世以来的二十几年内,仿生学的研究得到迅速的发展,且取得了很大的成果。就其研究范围可包括电子仿生、机械仿生、建筑仿生、化学仿生等。随着现代工程技术的发展,学科分支繁多,在仿生学中相应地开展对口的技术仿生研究。例如:航海部门对水生动物运动的流体力学的研究;航空部门对鸟类、昆虫飞行的模拟、动物的定位与导航;工程建筑对生物力学的模拟;无线电技术部门对于人神经细胞、感觉器宫和神经网络的模拟;计算机技术对于脑的模拟似及人工智能的研究等。在第一届仿生学会议上发表的比较典型的课题有:“人造神经元有什么特点”、“设计生物计算机中的问题”、“用机器识别图像”、“学习的机器”等。从中可以看出以电子仿生的研究比较广泛。仿生学的研究课题多集中在以下三种生物原型的研究,即动物的感觉器官、神经元、神经系统的整体作用。以后在机械仿生和化学仿生方面的研究也随之开展起来,近些年又出现新的分支,如人体的仿生学、分子仿生学和宇宙仿生学等。
总之,仿生学的研究内容,从模拟微观世界的分子仿生学到宏观的宇宙仿生学包括了更为广泛的内容。而当今的科学技术正是处于一个各种自然科学高度综合和互相交叉、渗透的新时代,仿生学通过模拟的方法把对生命的研究和实践结合起来,同时对生物学的发展也起了极大的促进作用。在其它学科的渗透和影响下,使生物科学的研究在方法上发生了根本的转变;在内容上也从描述和分析的水平向着精确和定量的方向深化。生物科学的发展又是以仿生学为渠道向各种自然科学和技术科学输送宝贵的资料和丰富的营养,加速科学的发展。闪此,仿生学的科研显示出无穷的生命力,它的发展和成就将为促进世界整体科学技术的发展做出巨大的贡献。
【仿生学的研究范围】
仿生学的研究范围主要包括:力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。
◇力学仿生,是研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质,以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。例如,建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑,模仿股骨结构建造的立柱,既消除应力特别集中的区域,又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构,把人工海豚皮包敷在船舰外壳上,可减少航行揣流,提高航速;
◇分子仿生,是研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后,合成了一种类似有机化合物,在田间捕虫笼中用千万分之一微克,便可诱杀雄虫;
◇能量仿生,是研究与模仿生物电器官生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程;
◇信息与控制仿生,是研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。例如,根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度。根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理,研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的—些装置。已建立的神经元模型达100种以上,并在此基础上构造出新型计算机。
模仿人类学习过程,制造出一种称为“感知机”的机器,它可以通过训练,改变元件之间联系的权重来进行学习,从而能实现模式识别。此外,它还研究与模拟体内稳态,运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制,以及人-机系统的仿生学方面。
某些文献中,把分子仿生与能量仿生的部分内容称为化学仿生,而把信息和控制仿生的部分内容称为神经仿生。
仿生学的范围很广,信息与控制仿生是一个主要领域。一方面由于自动化向智能控制发展的需要,另一方面是由于生物科学已发展到这样一个阶段,使研究大脑已成为对神经科学最大的挑战。人工智能和智能机器人研究的仿生学方面——生物模式识别的研究,大脑学习记忆和思维过程的研究与模拟,生物体中控制的可靠性和协调问题等——是仿生学研究的主攻方面。
控制与信息仿生和生物控制论关系密切。两者都研究生物系统中的控制和信息过程,都运用生物系统的模型。但前者的目的主要是构造实用人造硬件系统;而生物控制论则从控制论的一般原理,从技术科学的理论出发,为生物行为寻求解释。
最广泛地运用类比、模拟和模型方法是仿生学研究方法的突出特点。其目的不在于直接复制每一个细节,而是要理解生物系统的工作原理,以实现特定功能为中心目的。—般认为,在仿生学研究中存在下列三个相关的方面:生物原型、数学模型和硬件模型。前者是基础,后者是目的,而数学模型则是两者之间必不可少的桥梁。
由于生物系统的复杂性,搞清某种生物系统的机制需要相当长的研究周期,而且解决实际问题需要多学科长时间的密切协作,这是限制仿生学发展速度的主要原因。
【仿生学的现象】
苍蝇与宇宙飞船
令人讨厌的苍蝇,与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学却把它们紧密地联系起来了。
苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。
每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。
仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。
从萤火虫到人工冷光
自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼。那么,有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然。
在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。
在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高。因此,生物光是一种人类理想的光。
科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层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。在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程。
早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化。近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用。
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。放电能力最强的是电鳐、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, 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不同,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打电池。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。
水母的顺风耳
“燕子低飞行将雨,蝉鸣雨中天放晴。”生物的行为与天气的变化有一定关系。沿海渔民都知道,生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海,就预示着风暴即将来临。
水母,又叫海蜇,是一种古老的腔肠动物,早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了。这种低等动物有预测风暴的本能,每当风暴来临前,它就游向大海避难去了。
原来,在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波 (频率为每秒8—13次),总是风暴来临的前奏曲。这种次声波人耳无法听到,小小的水母却很敏感。仿生学家发现,水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄,柄上有个小球,球内有块小小的听石,当风暴前的次声波冲击水母耳中的听石时,听石就剌激球壁上的神经感受器,于是水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声。
仿生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。把这种仪器安装在舰船的前甲板上,当接受到风暴的次声波时,可令旋转360°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向,就是风暴前进的方向;指示器上的读数即可告知风暴的强度。这种预测仪能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。
开放分类:
生物、自然科学、自然、仿生学、学科
‘玖’ 有哪些动物是人类的老师
蝙蝠:我也是人类的老师!在夜间飞行,即使一根小小的电线,我也能避开.想知道我怎么做到的吗,告诉你:我一边飞,一边从嘴里发出一种声音,叫超声波.这种声音你们人类是听不见的,超声波像波浪一样向前推进,遇到障碍物就反射回来,我们听见了,就立刻改变方向!厉害吧!
回答者: 903589201 - 初入江湖 二级 3-10 20:31
1、由令人讨厌的苍蝇,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
2、从萤火虫到人工冷光;
3、电鱼与伏特电池;
4、水母的顺风耳,仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。
5、人们根据蛙眼的视觉原理,已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样,准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后,雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹,防止以假乱真。
电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场,它能监视飞机的起飞与降落,若发现飞机将要发生碰撞,能及时发出警报。在交通要道,它能指挥车辆的行驶,防止车辆碰撞事故的发生。
6、根据蝙蝠超声定位器的原理,人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器,盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今,有类似作用的“超声眼镜”也已制成。
7、模拟蓝藻的不完全光合器,将设计出仿生光解水的装置,从而可获得大量的氢气。
8、根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究,已仿制了人力增强器——步行机。
9。现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。
10、屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。
11、船桨模仿的是鱼的鳍。
12、锯子学的是螳螂臂,或锯齿草。
13、苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。
14、嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。
15、壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。
16、贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固,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。
17、生物学家通过对蛛丝的研究制造出高级丝线,抗撕断裂降落伞与临时吊桥用的高强度缆索。
18、船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿。
19、响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的“热眼”功能和其舌上排列着一种似照相机装置的天然红外线感知能力的原理,研制开发出来的现代化武器。
20、火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。
21、科研人员通过研究变色龙的变色本领,为部队研制出了不少军事伪装装备。 22、白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆,还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器—一块干胶炮弹。
23、美国空军通过毒蛇的“热眼”功能,研究开发出了微型热传感器。
24、人类还利用蛙跳的原理设计了蛤蟆夯。
25、人类模仿警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬”。
26、科学家根据野猪的鼻子测毒的奇特本领制成了世界上第一批防毒面具。
27、壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景
28、锯子学的是螳螂臂,或锯齿草。
29、苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。
30、嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。
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根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理,研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的—些装置。已建立的神经元模型达100种以上,并在此基础上构造出新型计算机。
雷达是从蝙蝠身上得来的灵感,为军事上做出了贡献。
像现在的电脑是仿造人类的大脑而发明出来的。
汽车是从马车仿造而来的。
科研人员模仿莲叶的自净原理,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荷叶的凹凸形貌,构筑一层疏水层.
鲨鱼皮肤-连体鲨鱼装。这种鲨鱼装仿造了海中霸王鲨鱼的皮肤结构,泳衣上设计了一些粗糙的齿状凸起,能有效地引导水流,并收紧身体,避免皮肤和肌肉的颤动。
第二代鲨鱼装又增加了一些新的亮点,加入了一种叫做“弹性皮肤”的材料,可使人在水中受到的阻力减少4%。此外,还增加了两个附件,附在前臂上由钛硅树脂做成的缓冲器能使运动员游起来更加轻松;附在胸前和肩后的振动控制系统能帮助引导水流。
模拟海蜇感受次声波的器官,科技人员设计出一种“水母耳”仪器,可提前15小时左右预报风暴。它由喇叭、接受次声波的共振器和把这种振动转变为电脉冲的转换器以及指示器组成。将这种仪器安装在船的前甲板上,喇叭做360°旋转。当它接收到8赫兹-13赫兹的次声波时,旋转自动停止,喇叭所指示的方向,就是风暴将要来临的方向。指示器还可以告诉人们风暴的强度。
如德国轮胎设计专家根据跑行中的猫前爪垫的功能和蜘蛛网的柔顺结构及其稳定性,设计出一种AMC垫型轮胎,其表面的柔软性和硬性网状结构设计,具有较大的抓地性和运行精度,增加了轮胎与地面的摩擦力,使刹车距离从现在的19米缩短为9米,大大提高了安全性.
德国米勒公司新设计的一款洗衣机内桶表面结构仿造蜂巢和龟背壳形状,所洗的衣服非常干净,但洗涤过程却非常柔顺,不伤衣料。
奥托根据鹳的翅膀制造的滑翔机成功的在Brandenburger村飞行了250米,而且他也取得了 “滑翔机之父”的称号。
科学家从箭鱼长针状突起受到启发,用于超音速飞机刺破高速飞行时产生的音障;从鲸的造型开发出潜水艇;从海豚头部气囊产生振动发射超声波遇到目标被反射而研制出声纳.
蜜蜂与偏振定向器,蜜蜂采集花粉而不迷路,是因为头上有一对复眼,每只复眼由6300个单元组成,光线进入眼晶体后,通过晶锥到达含有感光色素的感光束。感光色素分子对偏振光特别敏感,因而具有良好的定向功能。特别是在乌云蔽日的情况下,也能根据太阳方位的变化进行时间、方向的校正。科学家受益于蜜蜂偏振光定向本领,研制出偏振定向器用于飞机、舰船。
响尾蛇与热定位器,响尾蛇的视力几乎为零,但其鼻子上的颊窝器官具有热定位功能,对0.001摄氏度的温差都能感觉出来,且反应时间不超过0.1秒。即使爬虫、小兽等在夜间入睡后,凭借它们身体所发出的热能,响尾蛇就能感知并敏捷地前往捕食。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.
鸽子与预警雷达,鸽子的视网膜主要由外层的视锥体、中层的双极细胞、后层的神经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,所以人们称鸽眼为“神目”。科学家通过模仿研制出鸽眼电子模型,用于预警雷达系统,提升了探测能力。 夜蛾与超声波报警器,夜蛾胸腹之间有一对叫作鼓膜器的特殊听觉器官,可以从很强的背景噪声中分辨出蝙蝠发出的超声波,其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。科学家通过把夜蛾身上绒毛状的材料用于飞机、舰船等装备,大大减少了目标被雷达、红外线和超声波发现的概率。
长颈鹿与抗荷飞行服,长颈鹿脖子很长,脑子与心脏的距离大约是3米,要使血液能输送到头上,血压相对要高,大约是人体的两倍。但当长颈鹿低头喝水时,血液却没有一股脑地涌向头部。原来是裹在长颈鹿身体表面的一层厚皮起了作用。长颈鹿低头时,厚皮紧紧地箍住了血管,限制了血压,使其不会因血压突然升高而发生意外。 依照长颈鹿厚皮原理设计的抗荷飞行服,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,亦能对血管产生一定的压力,就此而言比长颈鹿的厚皮更高明了一步
回答者: shenfafafa - 经理 四级 3-10 20:39
人类从鲸的身上学会了潜水艇;
人类从蜻蜓的身上学会了飞机的平衡:
科学家研究了蝙(biān)蝠(fú)飞行的秘(mì)密,从中得到启示,发明了雷达。可以说,蝙蝠是人类的老师。
其实,自然界可以充当人类“老师”的生物何止蝙蝠一种?
人类自古就想象鸟儿一样飞上蓝天。科学家认真研究了鸟类飞行的原理,终于在1903年发明了飞机。三十年以后,由于收音机速度的不断提高,经常发生机翼(yì)因剧烈抖动而破碎的现象,造成机毁人亡的惨(cǎn)祸(huò)。过了好久好久,人类才找到了防止这类事故的方法。其实蜻蜓早就解决了这个问题。原来,每只蜻蜓的翅膀末端,都有一块比周围略重一些的厚斑点,这就是防止翅膀颤抖的关键。早知道这一点,科学家可以少花多少精力啊!现在,飞机设计师吸取了这一教训,注意研究苍蝇、蚊子、蜜蜂等的飞行方法,造出了许多具有各种优良性能的新式飞机。
从前,在大海中航行的轮船,虽然头是尖尖的,但总是开不快。而有圆圆的大头的鲸,却常常轻而易举地超过海轮。什么原因呢?科学家们仔细研究了鲸,发现它的外形是一种极为理想的“流线体”,而“流线体”在水中受到的阻力是最小的。后来工程师模仿(fǎng)鲸的形体,改进了船体的设计,大大提高了轮船舴的速度。
一个人握住一个鸡蛋使劲地捏,可是无论怎样用力,也不能把鸡蛋捏碎。薄薄的鸡蛋壳怎么这样坚固呢?科学家怀着极大的兴趣研究了这个问题,终于发现薄薄的蛋壳之所以能承受这么大的压力,是因为它能够把受到的压力均匀(yún)地分散到蛋壳的各个部分。建筑师根据这种“薄壳结构”的特点,设计出许多既轻便又省料的建筑物。人民大会堂和北京火车站以及其他很多着名建筑,屋顶都是这种“薄壳结构”。
此外,人们模仿袋鼠造出了会跳跃的越野汽车,模仿某些贝壳制成了外壳坚固的坦克……
广大生物界真是人类的好“老师”啊!
回答者: Q棒J - 试用期 一级 3-10 21:22
蜻蜓——直升机
蜂眼——照相机镜头
鸟——飞机
蝴蝶——卫星
蝙蝠---雷达
海鸥--水上飞机
鸡蛋--薄壳结构
鲸--轮船
叶子——轮子
潜水艇的形状——鱼的梭型外形
袋鼠--越野汽车
贝壳--坦克
蚁群行车走路策略也许对人类有所启发
蚂蚁大军出行技高一筹
现代都市中,交通阻塞已经成了天天上路时不得不面对的大难题。一旦堵车,不但耽误各路人马的时间,还会徒增车里车外人的烦躁情绪。如何解决这个城市“痼疾”?
英国学者对蚂蚁研究后表示,也许人类可以从小小的蚂蚁身上得到一些启示。蚂蚁虽小,可在“行车走路”方面却比人类技高一筹。研究人员介绍说,数百万的蚂蚁大军通常都会很“耐得住寂寞”,它们只简单地沿着一种道路结构前进,以此来保证队伍能够尽快到达目的地,不会因道路选择而延误时间。与人类相比,假如要从A地到达B地,蚂蚁大军已经摸索出了一套逻辑性和成功率高得多的方法。
生物学家说,蚂蚁大军日复一日地不停搬家、赶路,它们的出行策略也许对那些在城市中穿梭往返的人们能够有所启发,减轻出行压力。蚁群已形成了自己行之有效的“交通网络”,它们几乎是“盲目”地遵循这一路线,不存一丝怀疑。对各个蚁群中每个成员来说,能够“精确”地贯彻行进路线是至关重要的。
科学家说,即便它们的视力不如人类,大脑也比人类小得多,蚁群所遵循的行为规则也及其简单,这套办法也确实发挥了作用。其实,蚂蚁的世界也是一个小社会,与都市丛林中生活的人类有许多相似之处。它们与人类一样,都面临废物处理、管理机构、交通出行等问题。如果我们能够意识到自然界中有许多问题都得到了“完美”解决,那么人类就应该做得更好才对。
科学家说,不同之处在于,人类是自私的。每个人都想快点去上班,不会去关心其他的人。如果我们的司机都能更加耐心一些,蚂蚁世界中简单的交通规则在人类这里说不定也能行得通。
在印度,人们常用一种特制的小盒子捕捉猴子。在安置好的盒子里放上美味的坚果,盒子上开一个小口,刚好能插进猴子的前爪,但只要猴子抓住坚果不放,其爪子就抽不出来。这样它要么放下果子,继续自己的自由,要么就抓紧果子,等着被收拾。绝大部分的猴子是抓住果子不放,以致被猎人轻而易举地捉住。人也常常陷入此种境地,把好东西放到盒子里的人就能控制住到盒子里拿东西的人。不过只要我们愿意放弃这种好处,就不会被他人所控制
蜘蛛与科学家
清晨,你看见屋檐上挂着一张蜘蛛网,可能引不起什么兴趣。可是你知道吗,这种不招人喜欢的昆虫,却吸引了许多科学家的注意。
蜘蛛的腿里没有一点肌肉,却非常灵活,原来,它的腿里充满一种液体,蜘蛛可以随时调节这种液体的压强,用来支配8条腿的运动,在网上进退自如。这种方法在物理学上叫作液压传动。许多液压机械就是受此启发而发明的。
我们知道,蜜蜂的六角形蜂房是最节省材料的建筑设计,而蜘蛛网的结构更能赢得数学家的赞叹!蜘蛛网看上去是呈“八卦”形的复杂几何图形,你用直尺和圆规也很难画得这么匀称,这么美。蜘蛛是按照一种高级几何曲线来织网的,那是一种“对数螺线”的无穷曲线,要用复杂公式来计算。小小的蜘蛛却能轻易织出如此复杂图形,这里面的秘密吸引了很多科学家。
蜘蛛最吸引人的是“纺织器”。原来它体内丝囊中有胶液,腹部后端有吐丝器,吐丝器有许多小孔;胶液通过小孔,被附着物拉扯变细变长,凝成细丝。一根蛛丝是很多细丝合并而成的。人们受到启发设计出人造丝、人造纤维的喷丝头,在纺织业引起了一场革命。
人们研究蜘蛛的主要目的是向它要丝。人类养蚕得到丝,织成美丽的绸缎。但养蚕很辛苦,需要大量桑叶,对饲养温度、湿度要求严格,还须严防蚕生病。生产1kg蚕丝,需要5500多个蚕茧,因此绸缎价格昂贵。而蜘蛛则不那么娇贵,到处都可以生存,许多科学家都希望能直接向蜘蛛要丝。法国科学家卜翁织成了世界上第一副“蛛丝手套”,轻盈透明,轰动一时。但问题是,饲养蜘蛛也非易事,蜘蛛要吃昆虫,有时会自相残杀。另外蜘蛛不会作茧,到处吐丝也不好控制。经过计算,生产1kg蛛丝,居然需要150万个蜘蛛。因而批量生产蛛丝实在困难,必须另想办法。
生物学家的最新研究带来希望,这就是基因工程。科学家将蜘蛛体内生产蛛丝的基因,移植到一种细菌体内,使细菌有分泌蛛丝胶液的能力,大量繁殖培养后,可利用这种蛛丝胶液。这种胶液的拉力强度大,有弹性,不易断裂,容易染色,手感好,是一种很有发展前途的“人造蛛丝”。也有报道说,将蜘蛛的成丝基因移植到山羊体内,使山羊奶变成蛛丝胶液,这样得到的胶液更快更多。
“人造蛛丝”还有更新更重要的用途,比如织成高强度的防弹背心,很轻又透气,比传统的沉重防弹衣要强多了。另据最新报道,科学家制成“电镀蜘蛛丝”,将极细的蛛丝电镀一层金属,成为强度极高的”纳米导线”,直径仅有100nm。这种导线的研究成功,又将引起微电子器件制造业的一场革!
你瞧,小小蜘蛛身上的学问还真不少呢!
冰虫被称为地球上惟一冻不死的生物,具有科学家理想中外星生命的特质。科学家认为冰虫这种罕见的耐寒体质可以证明在外星球上也可能存在像冰虫一样的耐寒生物。它们在冰中自由行走,在极地低温下活跃生存,稍微升温便化成一团粘稠。《西雅图时报》2月21日报道,美国生物学家将联合美国宇航局和《国家地理杂志》投入巨资研究极地冰虫,希望据此在探索外星生命的旅程上迈出一大步。
极地冰虫是少数活跃在极地低温下的生物之一。它们被生物学家称为,最大的无脊椎动物,冰封大地中最活跃的生物。极地冰虫生活在终年积雪的冰川地带。在美国阿拉斯加、英国哥伦比亚和俄勒冈州靠近极地的冰川区都可以发现它们身影。它们个头非常小,在雪地里就像一丝细细的小黑线。
它们可能是世界上最不怕冷的动物。在冰川地区刺骨的寒温下,其他动物几乎被冻成冰棒,甚至连细胞都冻得“咯咯”作响。然而这种低温对于极地冰虫来说却是最舒适的生活环境。科学家发现,冰虫的细胞膜和细胞酶在低温下正常新陈代谢,细胞膜保持固有的弹性。
冰虫不仅抗冻还耐饿。科学家曾把几只冰虫放在冰箱里研究。两年过去了,不吃不喝的冰虫在冷藏室里依然顽强地生存着。
但冰虫也有致命的缺点———怕热。冰虫抵御高温的能力异常脆弱,只要温度高于四摄氏度,冰虫细胞膜就溶化,细胞内的酶也化成一堆干草模样的粘稠物。
穿冰之谜: 破冰有术?
围绕冰虫的众多难解之谜中,最令人匪夷所思的是冰虫可以在固体冰块中自由穿行。谁也不知道它们是怎么破冰而出。
有的科学家说,冰虫可能顺着冰中的缝隙钻出冰面;还有的人猜测冰虫有破冰术。多名生物学家猜想,冰虫体内可能含有化冰物质。每当它们穿冰而行时,体内细胞释放出能量,把周围的冰块融化,形成一条通道,就像是“滚烫的刀子切化了黄油”。
一名研究雪地动物的专家说,在众多雪地跳蚤、雪地线虫和雪地蜘蛛中,冰虫是最神奇的动物。北极熊厚厚的皮毛使它与外界低温隔绝,自身又可以储存能量。南极鳕血液内有防冻剂,使它在冰天雪地中照常生活。然而浑身赤裸、微小的冰虫靠什么来保暖,甚至穿冰?生物学家普策尔说:“当温度下降时,冰虫体内马上制造能量。就像往油箱里加汽油。”
藏身之谜:冬天绝迹?
冰虫的生活方式也充满奥秘。它们总是生活在终年积雪的冰川地带,行踪隐秘。一到夏天大规模的冰虫就破冰而出,出来搜寻食物。据寻找冰虫的研究者说,稍不留神就可能踩死上万只缠绕在一起的冰虫。
冰虫日落而出,日出而息。夏天太阳升起之前,冰虫纷纷躲回冰层。太阳落山后冰虫从洞穴中出来,搜寻海藻、花粉和其他可以消化的残渣作食物。所以它们的学名叫“solifugus”,即躲避太阳。
到了冬天,冰虫聚集地大都大雪封山,没有海藻或者其他食物,它们就躲在地下。但至今为止,没有人知道冰虫如何在地底过冬。一到冬天冰虫似乎绝迹。科学家怀疑它们躲在雪底冬眠。不过最近研究者发现如果挖的足够深,在冬天也可能看见冰虫。美国两名生物学家曾多次到终年积雪的雷尼克山中挖冰虫。他们至今找到的冰虫都藏身在3米以下的地洞中。
揭开谜底:就可能找到外星生命
冰虫被称为地球上惟一冻不死的生物,具有科学家理想中外星生命的特质。科学家认为冰虫这种罕见的耐寒体质可以证明在外星球上也可能存在像冰虫一样的耐寒生物。
2005年,美国宇航局(NASA)出资20万美元资助冰虫的研究项目。NASA认为冰虫能够在如此恶劣的环境中生活自若,本身就证明木星的冰球或者其他星球上可能也存在类似的外星生物。
美国《国家地理杂志》也注意到了冰虫,资助研究者寻找冰虫。《国家地理杂志》认为,冰虫在器官移植方面的价值远比它所代表的外星生命更有现实意义。冰虫细胞能够在低温下保持正常新陈代谢。而移植的器官在冷藏过程中却消耗能量,快速萎缩。如果冰虫新陈代谢的秘密能够揭开,医生就可以用化学和药物使器官保存更长久。
1887年,美国西雅图着名摄影家柯蒂斯首次发现了冰虫,为它取名“雪鳗”。但很少有人关注。近年来全球变暖使极地动物濒临灭绝,冰虫才慢慢进入研究者的视线。美国华盛顿一所大学的生物研究生本·李把冰虫选为自己的毕业论文课题。李说:“冰虫现在是炙手可热,对于它的研究几乎空白,然而它却是如此奇妙。”
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文人眼中的“冰虫”
文人的想象力确实丰富,早在20世纪初冰虫就出现在了作家的笔触中,一些书籍和诗歌也能见到冰虫的身影。这仅有不到5厘米长,生活在厚厚的冰雪之下的小虫子,那时就已经是诗人眼中爱情的见证,生命的感言了。
作家罗伯特·塞维斯在他的作品中多次提到这种神奇的小虫子。尤其是一部小说中的着名诗歌《98的痕迹》:“在那片淡蓝雪天之地,置身地之无极;极地平原的光影中,北极熊在欢唱歌舞;啊,你是我的心肝、我的生命、 我的灵魂;当极地的冰虫归巢时,我将见到你。”
而本·李也不仅仅在寻找研究着冰虫本身,他还有一个目标就是熟记塞维斯的140行长诗《蓝色雪山》:
当一切变的清晰,你走近羞怯的观望,小小的虫子拥挤在一起,伸着蓝色的鼻子,为了生命延续,它们寻找一切养分,它们互相咀嚼彼此的尾巴,直到顽强的活下去。
被诗人如此的钟爱,也许就是因为它们在那样恶劣的环境中依然能够生存。但是在未来的50年,由于全球变暖,它们赖以生存的冰雪就要慢慢消失,到那时冰虫也将成为一种灭绝的动物,人类可能只能在诗歌中感叹它们的神奇了
‘拾’ 鸡蛋壳模仿生物是坦克吗
鸡蛋壳模仿生物不是坦克。坦克有没有用仿生学原理不好说,有说用乌龟的,不过个人认为不太靠谱。
根据鸡蛋结构 采用仿生学原理发明薄壳结构
薄壳结构
壳,是一种曲面构件,主要承受各种作用产生的中面内的力.薄壳结构为曲面的薄壁结构,按曲面生成的形式分筒壳、圆顶薄壳、双曲扁壳和双曲抛物面壳等,材料大多采用钢筋混凝土.壳体能充分利用材料强度,同时又能将承重与围护两种功能融合为一.实际工程中还可利用对空间曲面的切削与组合,形成造型奇特新颖且能适应各种平面的建筑,但较为费工和费模板.1.筒壳(柱面薄壳):是单向有曲率的薄壳,由壳身、侧边缘构件和横隔组成.横隔间的距离为壳体的跨度l↓1,侧边构件间距离为壳体的波长l↓昌铅2.当l↓1/l↓2≥1时为长壳,l↓1/l↓22<1为短壳.2.圆顶薄壳:是正高斯曲率的旋转曲面壳,由壳面与支座环组成,壳面厚度做得很薄,一般为曲率半径的1/600,跨度可以很大.支座环对圆顶壳起箍的作用,并通过它将整个薄壳搁纳塌置在支承构件上.3.双曲扁壳(微弯平板):一抛物线沿另一正交的抛物线平移形成的曲面,其顶点处矢高f与底面短边边长之比不应超过1/5.双洞迅圆曲扁壳由壳身及周边四个横隔组成,横隔为带拉杆的拱或变高度的梁.适用于覆盖跨度为20~50米的方形或矩形平面(其长短边之比不宜超过2)的建筑物.4.双曲抛物面壳:一竖向抛物线(母线)沿另一凸向与之相反的抛物线(导线)平行移动所形成的曲面.此种曲面与水平面截交的曲线为双曲线,故称为双曲抛物面壳.工程中常见的各种扭壳也为其中一种类型,因其容易制作,稳定性好,容易适应建筑功能和造型需要,故应用较广泛.
望采纳谢谢