令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業(yè)似乎風(fēng)馬牛不相及,但仿生學(xué)卻把它們緊密地聯(lián)系起來(lái)了。下面一起來(lái)看看仿生學(xué)事例吧,我們可以把它放在手抄報上喔。
電魚(yú)與伏特電池
自然界中有許多生物都能產(chǎn)生電,僅僅是魚(yú)類(lèi)就有500余種 。人們將這些能放電的魚(yú),統稱(chēng)為“電魚(yú)”。
各種電魚(yú)放電的本領(lǐng)各不相同。放電能力最強的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產(chǎn)生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產(chǎn)生的電壓高達220伏;非洲電鯰能產(chǎn)生350伏的電壓;電鰻能產(chǎn)生500伏的電壓,有一種南美洲電鰻竟能產(chǎn)生高達880伏的電壓,稱(chēng)得上電擊冠軍,據說(shuō)它能擊斃像馬那樣的大動(dòng)物。
電魚(yú)放電的奧秘究竟在哪里?經(jīng)過(guò)對電魚(yú)的解剖研究, 終于發(fā)現在電魚(yú)體內有一種奇特的發(fā)電器官。這些發(fā)電器官是由許多叫電板或電盤(pán)的半透明的盤(pán)形細胞構成的。由于電魚(yú)的種類(lèi)不同,所以發(fā)電器的形狀、位置、電板數都不一樣。電鰻的發(fā)電器呈棱形,位于尾部脊椎兩側的肌肉中;電鰩的發(fā)電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線(xiàn)兩側,共有200萬(wàn)塊電板;電鯰的發(fā)電器起源于某種腺體,位于皮膚與肌肉之間,約有500萬(wàn)塊電板。單個(gè)電板產(chǎn)生的電壓很微弱,但由于電板很多,產(chǎn)生的電壓就很大了。

電魚(yú)這種非凡的本領(lǐng),引起了人們極大的興趣。19世紀初,意大利物理學(xué)家伏特,以電魚(yú)發(fā)電器官為模型,設計出世界上最早的伏特電池。因為這種電池是根據電魚(yú)的天然發(fā)電器設計的,所以把它叫做“人造電器官”。對電魚(yú)的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚(yú)的發(fā)電器官,那么,船舶和潛水艇等的動(dòng)力問(wèn)題便能得到很好的解決。
水母的順風(fēng)耳
在自然界中,水母,早在5億多年前,它們就已經(jīng)在海水里生活了。“但是,水母跟順風(fēng)耳又有什么關(guān)系呢?”人們肯定會(huì )問(wèn)這樣一個(gè)問(wèn)題。因為,水母在風(fēng)暴來(lái)臨之前,就會(huì )成群結隊地游向大海,就預示風(fēng)暴即將來(lái)臨。但是,這又與“順風(fēng)耳”有什么關(guān)系呢?原來(lái),在藍色的海洋上,由空氣和波浪摩擦而產(chǎn)生的次聲波(頻率為8~13赫茲),是風(fēng)暴來(lái)臨之前的預告。這種次聲波,人耳是聽(tīng)不到的,而對水母來(lái)說(shuō)卻是易如反掌?茖W(xué)家經(jīng)過(guò)研究發(fā)現,水母的耳朵里長(cháng)著(zhù)一個(gè)細柄,柄上有個(gè)小球,球內有塊小小的聽(tīng)石?茖W(xué)家仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風(fēng)暴預測儀,相當精確地模擬了水母感受次聲波的器官。
失重現象
長(cháng)頸鹿之所以能將血液通過(guò)長(cháng)長(cháng)的頸輸送到頭部,是由于長(cháng)頸鹿的血壓很高。據測定,長(cháng)頸鹿的血壓比人的正常血壓高出2倍。這樣高的血壓為什么不會(huì )導致長(cháng)頸鹿患腦溢血而死亡呢?這和長(cháng)頸鹿身體的結構有關(guān)。首先,長(cháng)頸鹿血管周?chē)募∪夥浅0l(fā)達,能壓縮血管,控制血流量;同時(shí)長(cháng)頸鹿腿部及全身的皮膚和筋膜繃得很緊,利于下肢的血液向上回流?茖W(xué)家由此受到啟示,在訓練宇航員時(shí),設置一種特殊器械,讓宇航員利用這種器械每天鍛煉幾小時(shí),以防止宇航員血管周?chē)∪馔嘶?在宇宙飛船升空時(shí),科學(xué)家根據長(cháng)頸鹿利用緊繃的皮膚可控制血管壓力的原理,研制了飛行服——“抗荷服”?购煞习灿谐錃庋b置,隨著(zhù)飛船速度的增高,抗荷服可以充入一定量的氣體,從而對血管產(chǎn)生一定的壓力,使宇航員的血壓保持正常。同時(shí),宇航員腹部以下部位是套入抽去空氣的密封裝置中的,這樣可以減小宇航員腿部的血壓,利于身體上部的血液向下肢輸送。
蛋殼與薄殼建筑
蛋殼呈拱形,跨度大,包括許多力學(xué)原理。雖然它只有2 mm的厚度,但使用鐵錘敲砸也很難破壞它。建筑學(xué)家模仿它進(jìn)行了薄殼建筑設計。這類(lèi)建筑有許多優(yōu)點(diǎn):用料少,跨度大,堅固耐用。薄殼建筑也并非都是拱形,舉世聞名的悉尼歌劇院則像一組泊港的群帆。
結構構件
對于構件,在截面面積相同的情況下,把材料盡可能放到遠離中和軸的位置上,是有效的截面形狀。有趣的是,在自然界許多動(dòng)植物的組織中也體現了這個(gè)結論。例如:“疾風(fēng)知勁草”,許多能承受狂風(fēng)的植物的莖部是維管狀結構,其截面是空心的。支持人承重和運動(dòng)的骨骼,其截面上密實(shí)的骨質(zhì)分布在四周,而柔軟的骨髓充滿(mǎn)內腔。在建筑結構中常被采用的空心樓板、箱形大梁、工形截面鈑梁以及折板結構、空間薄壁結構等都是根據這條結論得來(lái)的。
斑馬
斑馬生活在非洲大陸,外形與一般的馬沒(méi)有什么兩樣,它們身上的條紋是為適應生存環(huán)境而衍化出來(lái)的保護色。在所有斑馬中,細斑馬長(cháng)得最大最美。它的肩高140-160厘米,耳朵又圓又大,條紋細密且多。斑馬常與草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鴕鳥(niǎo)等共處,以抵御天敵。人類(lèi)將斑馬條紋應用到軍事上是一個(gè)是很成功仿生學(xué)例子。
昆蟲(chóng)與仿生
昆蟲(chóng)個(gè)體小,種類(lèi)和數量龐大,占現存動(dòng)物的75%以上,遍布全世界。它們有各自的生存絕技,有些技能連人類(lèi)也自嘆不如。人們對自然資源的利用范圍越來(lái)越廣泛,特別是仿生學(xué)方面的任何成就,都來(lái)自生物的某種特性。