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【生物七大特征】七大“生物仿生”技术

来源:千虑一失网    时间:2019-03-17




作文「七大“生物仿生”技术」共有 4028 个字,其中有 3431 个汉字,138 个英文,124 个数字,335 个标点符号。作者佚名,请您欣赏。玛雅作文网荟萃众多优秀学生作文,如果想要浏览更多相关作文,请使用网站顶部的作文搜索引擎进行搜索。本站作文虽然不乏优秀之作,但仅为同学们学习交流的习作,不能当作范文使用,希望对同学们有所帮助。

科学家所谓的“生物仿生”意思是灵感源自自然的人工设计。在自然进化过程中,已经形成特殊的生物链,可以让万事万物在其中生存繁衍。
下面介绍七种惊人的源自自然的“生物仿生”技术。
鲨鱼皮与泳衣
鲨鱼皮泳衣,是Speedo公司出产的一种模仿鲨鱼皮肤制作的高科技泳衣。
1999年10月,国际泳联正式允许运动员穿鲨鱼皮泳衣参赛。2004年悉尼奥运会中,伊恩·索普穿着鲨鱼皮泳衣一举夺得3枚金牌,使得鲨鱼皮泳衣名震泳坛。2009年世锦赛身着鲨鱼皮泳衣的菲尔普斯败给了身着Arena产品的比德尔曼,鲨鱼皮泳衣在高科技泳衣领域的地位被赶超。
2009年7月,国际泳联决定于2010年5月之前全球禁用高科技泳衣。从2000年到高科技泳衣被禁止使用,鲨鱼皮泳衣在期间世界纪录的打破上起了巨大的作用,也经历了从高科技泳衣行业的一家独大到被其他公司赶超的过程。
从电子显微镜下看,鲨鱼皮是由称为“皮质鳞突”的无数重叠的鳞片组成。这些鳞突在长度方向有凹槽,可以调整水在其表面的流动。这些凹槽同时可阻止漩涡或者是湍流旋涡的形成。此外,粗糙的外形还能阻止藻类等在其身上寄生。
科学家已经在泳衣设计中(现在已经在重大的比赛中禁用)和船的底部设计中利用了“皮质鳞突”的特点。同时,科学家还利用这种特点开发出需要阻止细菌生长的医疗技术。
白蚁巢穴和办公楼
白蚁是天生的杰出建筑师。白蚁是巢居生活的昆虫,蚁巢是白蚁集中生活的大本营,但群体活动的范围可以扩展到巢外相当远的距离。各类白蚁不论如何生活,都有或简或繁的蚁巢,有些在地上筑垄高达9米,基部直径20至30米,有的巢筑在地下,也有的筑在墙壁里、树木中。在天然环境中脱离蚁巢的白蚁很难长期生存,所以蚁巢在白蚁生活中占有极其重要的地位。
蚁巢不仅保护白蚁群体治疗癫痫中药方免受外敌侵害,而且提供一个适于白蚁生活的稳定环境。蚁巢内常年维持温暖,冬季巢内温度高于巢外,而在夏季巢内温度却低于巢外。
黑翅土白蚁的主巢温度通常处于25至28℃,当冬季周围土温降至9至19℃时,巢内温度不低于20℃,夏季巢外酷暑,而巢温仍然相对稳定。
巢内湿度的保持也是依赖于蚁巢的外壳,白蚁自身的活动和菌圃的代谢作用,都可以调节巢内的温度和湿度。
白蚁巢穴看起来虽然另类,但是非常适合居住。当外界温度在零下1℃到37℃范围变化时,白蚁巢穴内温度处于一个舒适的温度,为30℃(这个温度是针对白蚁来说的)。
津巴布韦哈拉雷伊斯特盖特中心的建筑师米克·皮尔斯研究了白蚁巢穴凉爽的“烟囱”和“隧道”。皮尔斯将白蚁巢穴的建筑理念用于3万多平方米的伊斯特盖特中心建筑上,使得建筑比一般的建筑更凉爽,而且比一般的建筑节能90%。建筑物上的巨大烟囱犹如白蚁巢穴一样,可以在夜晚吸收凉爽的空气用以降低楼板的温度。而在白天,楼板也可以保持凉爽,从而减少了空调的使用时间。

芒刺和维可牢
1948年, 据说瑞士发明家乔治喜欢带着狗外出散步,有一次散步回家,发现自己裤腿上和狗身上都粘满了一种草籽。草籽粘在狗毛上很牢固,要花一定功夫才能把草籽拉下来。
乔治感到很奇怪,他用放大镜仔细观察这种草籽。终于发现,草籽的纤维与狗毛是交叉在一起的,他想,如果采用这两种形状的结构不就可以发明一个搭扣吗?
8年后,世界上第一个尼龙搭扣——维可牢(一种尼龙刺粘搭链)最终在乔治·德·梅斯特拉尔手上诞生。维可牢实际上就是两条尼龙带,它们共同扮演苍耳的角色,其中一条涂有涂层,上面有类似芒刺的小钩,另外一条的上面则是数千个小环,钩与环能够牢牢地粘在一起。
维可牢是“生物仿生”的典型例子。芒刺尾部的细小的小勾激发了梅斯特拉尔的灵感,由此发明了维可牢。

鲸鱼和涡轮
生物进化让鲸鱼能够在数百米处潜水几个小时。它们甚至能够猎食肉眼看不到的小型动物来维持其能量消耗,并通过鳍和尾部来提高其运动能力。
2004年,美国杜克大学、西切斯特大学和美国海军大学的科学家研究发现,鲸鱼鳍表面的隆起可以减少32%的阻力。诸如Whale Power的公司利用这个理念,发明了风力发动机涡轮叶片,大大提高了涡轮机的效率。其他公司利用这个理念发明了风治疗癫痫的特效药扇、飞机机翼和螺旋桨。

鸟群和喷气式飞机
鸟儿采用V型飞行模式,可以增加70%的飞行距离。科学家研究发现,当鸟群采用熟悉的V形飞行时,第一只鸟儿拍动翅膀时,可以产生上升的气流,并为后面的鸟儿所用,从而可以增加飞行距离达70%。斯坦福大学的一组研究人员认为客运航空飞机采用同样的策略,比单独飞行减少15%的燃油量。
螺旋桨飞机靠螺旋桨旋转时产生的力来使飞机向前飞行。但当螺旋桨的转速和飞机的飞行速度达到一定程度时,就无法再靠加快螺旋桨转速使飞机更快了。
而喷气式飞机所使用的喷气发动机靠燃料燃烧时产生的气体向后高速喷射的反冲作用使飞机向前飞行,它可使飞机获得更大的推力,飞得更快。

莲花和涂料
莲花有点像旱地里的鲨鱼皮。莲花的微粗糙表面可以驱除掉表面的灰尘和污垢,从而保持花瓣干净漂亮。如果在显微镜下观看莲花,可以看到大量的钉状突起,这些突起可以用来抵御灰尘。
涂料,我们平常所说的油漆只是其中的一种。指涂布于物体表面在一定的条件下能形成薄膜而起保护、装饰或其他特殊功能(绝缘、防锈、防霉、耐热等)的一类液体或固体材料。
因早期的涂料大多以植物油为主要原料,故又称作油漆。现在合成树脂已大部分或全部取代了植物油,故称为涂料。涂料并非液态,粉末涂料是涂料品种一大类。
涂料属于有机化工高分子材料,所形成的涂膜属于高分子化合物类型。按照现代通行的化工产品的分类,涂料属于精细化工产品。现代的涂料正在逐步成为一类多功能性的工程材料,是化学工业中的一个重要行业。
德国 Ispo公司花费了四年时间来研究莲花粗糙表面的钉状物,并开发出具有相似性质的涂料。具有微粗糙表面的涂料可以自动去除灰尘和污垢,从而不用洗刷外墙。

臭虫和水收集
沙漠甲虫Stenocara是收集水的专家。这种甲虫由于具有独特的外壳,可以生活在干燥的沙漠环境中。在Stenocara的背部有小而平整的隆起,可以充当冷凝水的收集站。甲虫的整个背部覆盖着光滑的蜡状物,收集的冷凝水可以从背部流入甲虫的口里。
麻省理工学院的研究人员从甲虫身上获得灵感,他们已经制作出可以更加有效地从空气中收集水分的材料。
世界上大约有22个国家在从空气中收集水,因此,这一发明将在收集水技术方面产生重大的影响。

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科学家所谓的“生物仿生”意思是灵感源自自然的人工设计。在自然进化过程中,已经形成特殊的生物链,可以让万事万物在其中生存繁衍。下面介绍七种惊人的源自自然的“生物仿生”技术:

       从电子显微镜下看,是由称为“”(dermal denticles)的无数重叠的鳞片组成。这些鳞突在长度方向有凹槽,可以调整水在其表面的流动。这些凹槽同时可阻止漩涡或者是湍流旋涡的形成。此外,粗糙的外形还以阻止藻类等的在其身上寄生。

  科学家已经在泳衣设计中(现在已经在重大的比赛中禁用)和船的底部设计中利用了“皮质鳞突”的特点。同时,科学家还利用这种特点开发出需要阻止生长的医疗技术。

       白蚁巢穴看起来虽然另类,但是非常适合居住。当外界温度在30到100华氏度范围变化时,白蚁巢穴内温度处于一个舒适的温度,为87华氏度(这个温度是针对白蚁来说的。)
  哈拉雷伊斯特盖特中心的建筑师米克·皮尔斯(Mick Pearce)研究了白蚁巢穴凉爽的“烟囱”和“隧道”。皮尔斯将白蚁巢穴的建筑理念用于33.3万平方英尺的伊斯特盖特中心建筑上,使得建筑比一般的建筑更凉爽,而且比一般的建筑节能90%。建筑物上的巨大的烟囱犹如白蚁巢穴一样,可以在夜晚吸收凉爽的空气用以降低楼板的温度。而在白天,楼板也可以保持凉爽,从而减少了空调的使用时间。

  (一种尼龙剌粘搭链)是“生物仿生”的典型例子。瑞士工程师乔治·德·梅斯特拉尔(George de Mestral )在1941年发明了维可牢。芒刺尾部的细小的小勾激发了梅斯特拉尔的灵感。 

  生物进化让能够在数百英尺处潜水几个小时。它们能够猎食肉眼看不到的小型动物来维持其庞大的身材,并通过鳍和尾部来提高其运动能力。
  2004年,美国、和的科学家研究发南京癫痫病到哪里治比较好现,鲸鱼鳍表面的隆起可以减少32%的阻力。诸如Whale Power的公司利用这个理念,发明了风力发动机涡轮叶片,大大的提高了的效率。其它公司利用这个理念发明了风扇、飞机机翼和螺旋桨。 

  鸟儿采用V型飞行模式,可以增加70%的飞行距离。科学家研究发现,当鸟群采用熟悉的V形飞行时,第一只鸟儿拍动翅膀时,可以产生上升的气流,并为后面的鸟儿所用,从而可以增加飞行距离达70%。斯坦福大学的一组研究人员认为客运航空飞机采用同样的策略,比单独飞行减少15%的燃油量。

  有点像旱地里的鲨鱼皮。莲花的微粗糙表面可以驱除掉表面的灰尘和污垢,从而保持花瓣干净漂亮。如果在显微镜下观看莲花,可以看到大量的钉状突起,这些突起可以用来抵御灰尘。
  德国公司花费了四年时间来研究此现象,并开发出具有相似性质的涂料。具有微粗糙表面的涂料可以自动去除灰尘和污垢,从而不用洗刷外墙。

  沙漠甲虫是收集水的专家。这种由于具有独特的外壳,可以生活在恶劣和干燥的沙漠环境中。在Stenocara的背部有小而平整的隆起,可以充当冷凝水的收集站。甲虫的整个背部覆盖着光滑的蜡状物,收集的冷凝水可以从背部流入甲虫的口里。
  麻省理工学院的研究人员从甲虫身上获得灵感,他们已经制作出可以更加有效的从空气中收集水分的材料。世界上大约有22个国家在从空气中收集水,因此,这一发明将在收集水技术方面产生重大的影响。

 

参考资料:

中国经济网  http://sci.ce.cn/fxqy/201005/19/t20100519_21418192.shtml

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