現(xiàn)代科技給我們的生活帶來了很多便利,但我們也應注意科技對我們的影響??偨Y(jié)的結(jié)構要清晰,包括引言、主體和結(jié)論三個部分,確保內(nèi)容的連貫性和完整性。以下是小編整理的一些總結(jié)范文,供大家參考和借鑒。
仿生學的小學篇一
科學家通過對大自然和動物界里發(fā)生的許多奇跡的仔細觀察,建立了一門新興的學科――仿生學。仿生學是動物學、物理學、化學、心理學和工程技術相結(jié)合的一門獨立邊緣科學。模擬動物的功能,以改進現(xiàn)有的和創(chuàng)立嶄新的機械,建筑結(jié)構和新材料,儀器和工藝研究,創(chuàng)造出許多適用于生產(chǎn)、學習和人們生活的先進技術。
飛機的出現(xiàn),毫無疑問是來自飛行鳥類的直接模仿。現(xiàn)代飛機的.垂直起飛,空中定懸后,掉頭多方面功能的實現(xiàn),也深受飛鳥和蚊蟲的啟發(fā)。
響尾蛇導彈,就是模仿蛇的熱眼功能和其舌上排列的一種似照相機裝置的天然紅外線感知能力的原理,研制開發(fā)出來的現(xiàn)代化武器。
大自然可真神奇呀!
仿生學是什么你知道嗎?哈哈,不知道吧!那就聽我細細道來。
有個科學家曾經(jīng)做過這樣兩個實驗:一、把一只青蛙關在一個籠子里,放了幾只活蒼蠅進去,過了幾天,發(fā)現(xiàn)青蛙還活著,蒼蠅卻一只不剩。二、還是把一只青蛙關在一個籠子里,掛了幾只死蒼蠅,過了幾天,發(fā)現(xiàn)青蛙竟活活被餓死,蒼蠅一只沒少。從這兩個實驗中,我發(fā)現(xiàn):青蛙對活動的東西非常敏銳,但卻對靜止的東西“視而不見”??茖W家經(jīng)過研究,從青蛙的眼睛上得到了啟示,發(fā)明了“電子蛙眼”。“電子蛙眼”的用處可大哩!機場的工作人員在“電子蛙眼”的幫助下,能夠更加準確地指揮飛機的降落。
哈哈!仿生學有趣吧!有空你也好好研究一下。
自從人類發(fā)明了電燈,生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉(zhuǎn)變成可見光,其余大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線有害于人眼。那么,有沒有只發(fā)光不發(fā)熱的光源呢?人類又把目光投向了大自然。
在自然界中,有許多生物都能發(fā)光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發(fā)出的光都不產(chǎn)生熱,所以又被稱為“冷光”。
在眾多的發(fā)光動物中,螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1500種,它們發(fā)出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲發(fā)出冷光不僅具有很高的發(fā)光效率,而且發(fā)出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。因此,生物光是一種人類理想的光。
科學家研究發(fā)現(xiàn),螢火蟲的發(fā)光器位于腹部。這個發(fā)光器由發(fā)光層、透明層和反射層三部分組成。發(fā)光層擁有幾千個發(fā)光細胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質(zhì)。在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內(nèi)水分的參與下,與氧化合便發(fā)出熒光。螢火蟲的發(fā)光,實質(zhì)上是把化學能轉(zhuǎn)變成光能的過程。
早在40年代,人們根據(jù)對螢火蟲的研究,創(chuàng)造了日光燈,使人類的照明光源發(fā)生了很大變化。近年來,科學家先是從螢火蟲的發(fā)光器中分離出了純熒光素,后來又分離出了熒光酶,接著,又用化學方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、atp(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由于這種光沒有電源,不會產(chǎn)生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
現(xiàn)在,人們已能用摻和某些化學物質(zhì)的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用。
仿生學的小學篇二
在第一次世界大戰(zhàn)期間,德軍曾與英法聯(lián)軍為爭奪比利時伊泊爾地區(qū)展開激戰(zhàn),雙方對峙半年之久。1915年,德軍為了打破歐洲戰(zhàn)場長期僵持的局面,第一次使用了化學毒劑。他們在陣地前沿設置了5730個盛有氯氣的鋼瓶,朝著英法聯(lián)軍陣地的順風方向打開瓶蓋,把180噸氯氣釋放出去。頓時,一片綠色煙霧騰起,并以每秒三米的速度向?qū)Ψ降年嚨仫h移,一直擴散到聯(lián)軍陣地縱身達25公里處,結(jié)果致使5萬英法聯(lián)軍士兵中毒死亡,戰(zhàn)場上的大量野生動物也相繼中毒喪命??墒瞧婀值氖?,這一地區(qū)的野豬竟意外的生存下來。這件事引起了科學家的極大興趣。經(jīng)過實地考察,仔細研究后,終于發(fā)現(xiàn)是野豬喜歡用嘴拱地的習性,是它們免于一死。當野豬聞到強烈的刺激性氣味后,就用嘴拱地,一搪避氣味的刺激。而泥土被野豬拱動后其顆粒就變得較為松軟,對毒氣起到了過濾和吸附的作用。由于野豬巧妙地利用了大自然賜予它的防毒面具,所以它們能在這場氯氣的浩劫中幸免于難。
根據(jù)這一發(fā)現(xiàn),科學家們很快就設計、制造出了第一批防毒面具。但這種防毒面具沒有直接采用泥土作為吸附劑,而是使用吸附能力很強的活性炭,豬嘴的形狀能裝入較多的活性炭。如今盡管吸附劑的性能越來越優(yōu)良,但它酷似豬嘴的基本樣式卻一直沒有改變。
防毒面具可以說是模仿豬嘴的一件杰作。
仿生學的小學篇三
仿生學是指模仿生物建造技術裝置的科學,它是在本世紀中期才出現(xiàn)的一門新的邊緣科學。仿生學研究生物體的結(jié)構、功能和工作原理,并將這些原理移植于工程技術之中,發(fā)明性能優(yōu)越的儀器、裝置和機器,創(chuàng)造新技術。從仿生學的誕生、發(fā)展,到現(xiàn)在短短幾十年的時間內(nèi),它的研究成果已經(jīng)非??捎^。
例如蒼蠅,是細菌的傳播者,誰都討厭它。可是蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是“天然導航儀”,人們模仿它制成了“振動陀螺儀”。這種儀器目前已經(jīng)應用在火箭和高速飛機上,實現(xiàn)了自動駕駛。蒼蠅的眼睛是一種“復眼”,由3000多只小眼組成,人們模仿它制成了“蠅眼透鏡”?!跋壯弁哥R”是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的,用它作鏡頭可以制成“蠅眼照相機”,一次就能照出千百張相同的相片。這種照相機已經(jīng)用于印刷制版和大量復制電子計算機的微小電路,大大提高了工效和質(zhì)量?!跋壯弁哥R”是一種新型光學元件,它的用途很多。
仿生學的小學篇四
細心的人回會注意到防毒面具的外形和豬嘴極為相似,這是為什么呢?莫非防毒面具的發(fā)明和豬嘴有關?事實確實如此。
在第一次世界大戰(zhàn)期間,德軍曾與英法聯(lián)軍為爭奪比利時伊泊爾地區(qū)展開激戰(zhàn),雙方對峙半年之久。1915年,德軍為了打破歐洲戰(zhàn)場長期僵持的局面,第一次使用了化學毒劑。他們在陣地前沿設置了5730個盛有氯氣的鋼瓶,朝著英法聯(lián)軍陣地的順風方向打開瓶蓋,把180噸氯氣釋放出去。頓時,一片綠色煙霧騰起,并以每秒三米的速度向?qū)Ψ降年嚨仫h移,一直擴散到聯(lián)軍陣地縱身達25公里處,結(jié)果致使5萬英法聯(lián)軍士兵中毒死亡,戰(zhàn)場上的大量野生動物也相繼中毒喪命??墒瞧婀值氖牵@一地區(qū)的野豬竟意外的生存下來。這件事引起了科學家的極大興趣。經(jīng)過實地考察,仔細研究后,終于發(fā)現(xiàn)是野豬喜歡用嘴拱地的習性,是它們免于一死。當野豬聞到強烈的刺激性氣味后,就用嘴拱地,一搪避氣味的刺激。而泥土被野豬拱動后其顆粒就變得較為松軟,對毒氣起到了過濾和吸附的作用。由于野豬巧妙地利用了大自然賜予它的防毒面具,所以它們能在這場氯氣的浩劫中幸免于難。
根據(jù)這一發(fā)現(xiàn),科學家們很快就設計、制造出了第一批防毒面具。但這種防毒面具沒有直接采用泥土作為吸附劑,而是使用吸附能力很強的活性炭,豬嘴的形狀能裝入較多的活性炭。如今盡管吸附劑的性能越來越優(yōu)良,但它酷似豬嘴的基本樣式卻一直沒有改變。
仿生學的小學篇五
今日,我就把我明白的仿生學告訴你們。
你們明白仿生學是什么時候正式誕生的嗎?仿生學正式誕生于1960年9月,由美國空軍航空局在俄亥俄州的空軍基地戴通召開了第一次仿生學會議。從此,才有了仿生學這門學科。
我還明白許多仿生學的現(xiàn)象,比如:經(jīng)過流水母發(fā)明了“順風耳”、經(jīng)過電魚發(fā)明了伏特電池……可是我記得最清楚的還是經(jīng)過蒼蠅發(fā)明小型氣體分析儀。蒼蠅是聲名狼藉的“逐臭之夫”??墒强茖W家們又是怎樣從一個“逐臭之夫”的身上得到啟示發(fā)明了小型氣體分析儀呢?原先,蒼蠅的鼻子十分靈敏,幾千米外的氣味也能聞到,并且它的鼻子是長在觸角上的。正因為這一點,科學家們才根據(jù)蒼蠅的結(jié)構發(fā)明了小型氣體分析儀。
我所了解的仿生學只是仿生學的一小部分,所以,我要多讀課外書來豐富自我的仿生學知識!
仿生學的小學篇六
2作年后,我已經(jīng)成了一位專門研究蝸牛的仿生學家,并且在這個領域取得了許多科研成果。
請隨我來。你走進的地方叫蝸牛居,這里面有電視機、沙發(fā)等各種生活必需品,是新型的居室。蝸牛居清潔環(huán)保,因為它的能源是靠太陽來提供的。這是蝸牛冰箱,食物放在蝸牛冰箱里,幾年之后還能新鮮如初。還有蝸牛衣柜,里面的衣物不放衛(wèi)生球也絕不會被蟲蛀。走出蝸牛居,你會看見蝸牛運動場,人們可以在這里進行各種體育運動,還可以掃噠專業(yè)的機器人作為對手,來測試自己的體育水平。蝸牛運動場還能舉辦世界杯足球賽、奧運會等大型的體育賽事呢。以上這些都是我仿照蝸牛殼發(fā)明的一系列產(chǎn)品,統(tǒng)稱萬能蝸牛殼。
看完這些,歡迎大家去參觀我的研究所懊際上是個巨大的蝸牛居)。請看,這是我昨天發(fā)明的蝸牛鉆頭。這種鉆頭是根據(jù)蝸牛的牙齒特點發(fā)明的。別看蝸牛的牙齒小,但是這些小牙齒非常鋒利,可以將植物又粗又硬的莖輕而易舉地咬斷。我的蝸牛鉆頭將用于挖掘地下礦藏,為祖國的建設作出貢獻。再看這瓶蝸牛營養(yǎng)液,它是根據(jù)蝸牛耐饑渴的習性而發(fā)明的。一年只需一滴營養(yǎng)液,人便可以不吃不喝,此項發(fā)明最適合宇航員和野外考察隊員。突然,我的電話響了,原來是博物館館長找我。館長說:“工作人員不小心將一個價值連城的瓷瓶打碎了,請您幫我們修復?!庇谑?,我?guī)戏▽氁灰晃伵P迯鸵黑s到博物館。這種修復液是以蝸牛分泌的黏液為主要原料加工出來的,修復工作只需幾秒鐘就ok了。
我到言,經(jīng)過努力我可以讓現(xiàn)在的假如變成將來的現(xiàn)實。
仿生學的小學篇七
仿生學,是一門有趣的學科,它又古老又年輕,是人門研究生物體結(jié)構與原理,并根據(jù)這些原理發(fā)明出新型的工具。
蝴蝶,大家基本上都熟悉,是五彩的,科學家通過研究,為軍事防御帶來了極大的好處。
第二次世界大戰(zhàn)期間,德軍把列寧格勒包圍的無處可逃了,可是,后來,閃蘇聯(lián)昆蟲學家施邁楚維奇根據(jù)蝴蝶藏在花叢里靠的是它的顏色的一些道理,在軍事科學上覆蓋了蝴蝶的顏色,因此,盡管德軍費盡心思,列寧格勒還是安然無恙。后來,人們又發(fā)明了迷彩服,大大減少了戰(zhàn)士在戰(zhàn)斗中的傷亡。
蒼蠅,是細菌的傳播者,誰都討厭它??墒巧n蠅的楫翅(又叫平衡棒)是“天然導航儀”,人們模仿它制成了“振動陀螺儀”。這種儀器目前已經(jīng)應用在火箭和高速飛機上,實現(xiàn)了自動駕駛。
蒼蠅的眼睛是一種“復眼”,由3000多只小眼組成,人們模仿它制成了“蠅眼透鏡”。“蠅眼透鏡”是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的,用它作鏡頭可以制成“蠅眼照相機”,一次就能照出千百張相同的相片。這種照相機已經(jīng)用于印刷制版和大量復制電子計算機的微小電路,大大提高了工效和質(zhì)量?!跋壯弁哥R”是一種新型光學元件,它的用途很多。
仿生學的小學篇八
魯班看見孩子玩荷葉,發(fā)明了雨傘;牛頓被蘋果砸到,知道了地球的引力;科學家看到青蛙的眼睛,發(fā)明了電子蛙眼;我們從蝴蝶身上得到啟示,發(fā)明了迷彩服……從中,我最感興趣的是魯班造傘了。
我知道這個故事:一天,魯班看到幾個孩子拿著荷葉在玩。魯班想:如果有一樣東西能夠像荷葉一樣能遮風擋雨,該多好??!魯班回去把這個想法告訴了妻子。于是,魯班用一塊羊皮蒙在做好的架子上,固定好就是一把簡單的傘了。但是,妻子問他,怎樣才能讓傘收起來。魯班經(jīng)過反反復復的試驗,終于發(fā)明了能收縮的傘。你看,魯班從大自然中得到了啟示,這一點,足夠說明大自然真是人類的好教師。
大自然中的一切事物都是互相聯(lián)系的,我們要認識自然之道,這樣才能保持大自然的生態(tài)平衡。例如,花朵靠蜜蜂傳遞花粉;鳥兒靠吃害蟲生活;人類靠食物生活。所以,我們要了解自然,順應自然,遵守自然,才能辦好事情。
這就是仿生學,我們要多觀察探索身邊的事物,多了解自然之道,這樣才能有所發(fā)明,有所創(chuàng)造。
仿生學的小學篇九
身上得到了啟發(fā),發(fā)明了電鋸;從鳥類身上得到了啟發(fā),發(fā)明了飛機;從鷹的身上得到了啟發(fā),發(fā)明了滑翔機;從青蛙身上得到了啟發(fā),發(fā)明了電子蛙眼。說到這里,我突然想起了葉圣陶先生寫的一篇文章——《爬山虎的腳》,我想:我為什么不去觀察一下爬山虎的腳呢?也許也會有收獲吧!
于是,我便觀察起了爬山虎的腳,我發(fā)現(xiàn)爬山虎的腳很有吸力,因此,我便想發(fā)明一種鞋——“超級吸力鞋”這種鞋的下面有許許多多的吸盤,這種吸盤比普通的吸盤的吸力強上個100倍,即使你倒著貼在墻上,也絕對不會掉下來。
我想把這雙鞋子送給刷墻的工人,這樣,個人們在刷墻的時候就不用帶上沉重的繩索,也不用爬上不安全的梯子了。只需要穿上這雙鞋子無論多高的樓房都能健步如飛了!這時,可能有人會想:要是壞人穿上這種鞋做壞事怎么辦?不用怕,因為只要穿上這種鞋的人只要心里想著歪念頭的話,鞋子就會自動報警,警察接到報警后就會到相應的地點把小偷抓走了!
大自然可真是人類的好老師??!只要我們平時肯留心觀察,用心發(fā)現(xiàn),就能發(fā)明出蝙蝠和雷達可以說是“八竽子打不著”,它們怎么會有牽連呢?好了,我來告訴你吧,你在電視里或許看到過一些蝙蝠在夜晚飛出洞穴去尋找食物吧,可你見過它們碰到障礙物上嗎?沒有吧,你知道這是怎么回事嗎?原來,蝙蝠有一套可以在夜間安全飛行的“秘密武器”使它不會與障礙物相撞??茖W家經(jīng)過試驗得知了這個答案,而且發(fā)現(xiàn),蝙蝠夜間飛行并不是靠眼睛,而是靠它們的嘴巴和耳朵配合指揮路的。因為蝙蝠的嘴巴可以發(fā)出一種人類聽不到的聲音,叫超聲波。這種超聲波像波浪一樣推到前方,超聲波遇到障礙物又傳回蝙蝠的耳朵里,蝙蝠便得知前方有障礙物,并繞道而行。所以蝙蝠能安全地在夜空飛行。
仿生學還不止有這一點,從我查的資料上看,還有很多,現(xiàn)在最先進的防彈衣技術是源于蜘蛛絲,電池是源于青蛙肌肉……等等;我覺得發(fā)現(xiàn)這些動物特點并加以利用的科學家相公棒!我也要好好學習,去找找生活中的動植物還有沒有其它作用!
仿生學的小學篇十
仿生學是什么你知道嗎?哈哈,不知道吧!那就聽我細細道來。
有個科學家曾經(jīng)做過這樣兩個實驗:一、把一只青蛙關在一個籠子里,放了幾只活蒼蠅進去,過了幾天,發(fā)現(xiàn)青蛙還活著,蒼蠅卻一只不剩。二、還是把一只青蛙關在一個籠子里,掛了幾只死蒼蠅,過了幾天,發(fā)現(xiàn)青蛙竟活活被餓死,蒼蠅一只沒少。從這兩個實驗中,我發(fā)現(xiàn):青蛙對活動的東西非常敏銳,但卻對靜止的東西“視而不見”??茖W家經(jīng)過研究,從青蛙的眼睛上得到了啟示,發(fā)明了“電子蛙眼”?!半娮油苎邸钡挠锰幙纱罅ǎC場的工作人員在“電子蛙眼”的幫助下,能夠更加準確地指揮飛機的降落。
仿生學的小學篇十一
科學家通過對大自然和動物界里發(fā)生的許多奇跡的仔細觀察,建立了一門新興的學科——仿生學。仿生學是集動物學、物理學、化學、心理學和工程技術相結(jié)合的一門獨立的邊緣科學。模擬動物的功能,以改進現(xiàn)有的和創(chuàng)立嶄新的機械、建筑結(jié)構和新材料,儀器和工藝研究,創(chuàng)造出許多適用于生產(chǎn)、學習和人們生活的先進技術。
飛機的出現(xiàn)毫無疑問是來自人們對飛禽鳥類的直接模仿,現(xiàn)代飛機的垂直起降,空中定懸后掉頭等諸多方面功能的實現(xiàn)也深受飛鳥和蚊蟲的啟發(fā)。
船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿。生物學家通過對蛛絲的研究制造出高級絲線,抗撕斷裂降落傘與臨時吊橋用的高強度纜索。
響尾蛇導彈等就是科學家模仿蛇的“熱眼”功能和其舌上排列著一種似照相機裝置的天然紅外線感知能力的原理,研制開發(fā)出來的現(xiàn)代化武器。
人類模擬動物的變色術,研制了軍用的迷彩服裝,模擬蜻蜓、螳螂的復眼制造出了雷達以及蛙眼雷達等等,研究應用動物的靈性來為人類服務的例子真是不枚勝舉。
仿生學的小學篇十二
蒼蠅為人類做出了的偉大的貢獻。
令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業(yè)似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯(lián)系起來了。蒼蠅是聲名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污穢的地方,都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺特別靈敏,遠在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅并沒有“鼻子”,它靠什么來充當嗅覺的呢?原來,蒼蠅的“鼻子”——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上。每個“鼻子”只有一個“鼻孔”與外界相通,內(nèi)含上百個嗅覺神經(jīng)細胞。若有氣味進入“鼻孔”,這些神經(jīng)立即把氣味刺激轉(zhuǎn)變成神經(jīng)電脈沖,送往大腦。大腦根據(jù)不同氣味物質(zhì)所產(chǎn)生的神經(jīng)電脈沖的不同,就可區(qū)別出不同氣味的物質(zhì)。因此,蒼蠅的觸角像是一臺靈敏的氣體分析儀。仿生學家由此得到啟發(fā),根據(jù)蒼蠅嗅覺器官的結(jié)構和功能,仿制成一種十分奇特的小型氣體分析儀。這種儀器的“探頭”不是金屬,而是活的蒼蠅。就是把非常纖細的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經(jīng)上,將引導出來的神經(jīng)電信號經(jīng)電子線路放大后,送給分析器;分析器一經(jīng)發(fā)現(xiàn)氣味物質(zhì)的信號,便能發(fā)出警報。這種儀器已經(jīng)被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內(nèi)氣體的成分。這種小型氣體分析儀,也可測量潛水艇和礦井里的有害氣體。利用這種原理,還可用來改進計算機的輸入裝置和有關氣體色層分析儀的結(jié)構原理中。另外蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是個“天然導航儀”,人們模仿它制成了“振動陀螺儀”。這種儀器已經(jīng)應用在火箭和高速飛機上,實現(xiàn)了自動駕駛。
蝙蝠與雷達。
蝙蝠會釋放出一種超聲波,這種聲波遇見物體時就會反彈回來,而人類聽不見。雷達就是根據(jù)蝙蝠的這種特性發(fā)明出來的。在各種地方都會用到雷達,例如:飛機、航空等。
人工冷光。
自從人類發(fā)明了電燈,生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉(zhuǎn)變成可見光,其余大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線有害于人眼。那么,有沒有只發(fā)光不發(fā)熱的光源呢?人類又把目光投向了大自然。
在自然界中,有許多生物都能發(fā)光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發(fā)出的光都不產(chǎn)生熱,所以又被稱為“冷光?!痹诒姸嗟陌l(fā)光動物中,螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1500種,它們發(fā)出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲發(fā)出冷光不僅具有很高的發(fā)光效率,而且發(fā)出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。因此,生物光是一種人類理想的光。
科學家研究發(fā)現(xiàn),螢火蟲的發(fā)光器位于腹部。這個發(fā)光器由發(fā)光層、透明層和反射層三部分組成。發(fā)光層擁有幾千個發(fā)光細胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質(zhì)。在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內(nèi)水分的參與下,與氧化合便發(fā)出熒光。螢火蟲的發(fā)光,實質(zhì)上是把?化學能轉(zhuǎn)變成光能的過程。
早在40年代,人們根據(jù)對螢火蟲的研究,創(chuàng)造了日光燈,使人類的照明光源發(fā)生了很大變化??茖W家先是從螢火蟲的發(fā)光器中分離出了純熒光素,后來又分離出了熒光酶,接著,又用化學方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、atp(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由于這種光沒有電源,不會產(chǎn)生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
人們已能用摻和某些化學物質(zhì)的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用。
電魚與伏特電池。
自然界中有許多生物都能產(chǎn)生電,僅僅是魚類就有500余種。人們將這些能放電的魚,統(tǒng)稱為“電魚”。
各種電魚放電的本領各不相同。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,稱得上電擊冠軍,據(jù)說它能擊斃像馬那樣的大動物。
電魚放電的奧秘究竟在哪里?經(jīng)過對電魚的解剖研究,終于發(fā)現(xiàn)在電魚體內(nèi)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的半透明的盤形細胞構成的。由于電魚的種類不同,所以發(fā)電器的形狀、位置、電板數(shù)都不一樣。電鰻的發(fā)電器呈棱形,位于尾部脊椎兩側(cè)的肌肉中;電鰩的發(fā)電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線兩側(cè),共有200萬塊電板;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500萬塊電板。單個電板產(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。
電魚這種非凡的本領,引起了人們極大的興趣。19世紀初,意大利物理學家伏特,以電魚發(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(jù)電魚的天然發(fā)電器設計的,所以把它叫做“人造電器官”。對電魚的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚的發(fā)電器官,那么,船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決。
水母的順風耳。
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?!暗牵父橈L耳又有什么關系呢?”人們肯定會問這樣一個問題。因為,水母在風暴來臨之前,就會成群結(jié)隊地游向大海,就預示風暴即將來臨。但是,這又與“順風耳”有什么關系呢?原來,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),是風暴來臨之前的預告。這種次聲波,人耳是聽不到的,而對水母來說卻是易如反掌。科學家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),水母的耳朵里長著一個細柄,柄上有個小球,球內(nèi)有塊小小的聽石??茖W家仿照水母耳朵的結(jié)構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,相當精確地模擬了水母感受次聲波的器官。
失重現(xiàn)象。
長頸鹿之所以能將血液通過長長的頸輸送到頭部,是由于長頸鹿的血壓很高。據(jù)測定,長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導致長頸鹿患腦溢血而死亡呢?這和長頸鹿身體的結(jié)構有關。首先,長頸鹿血管周圍的肌肉非常發(fā)達,能壓縮血管,控制血流量;同時長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。科學家由此受到啟示,在訓練宇航員對,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,以防止宇航員血管周圍肌肉退化;在宇宙飛船升空時,科學家根據(jù)長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,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,包括許多力學原理。雖然它只有2mm的厚度,但使用鐵錘敲砸也很難破壞它。建筑學家模仿它進行了薄殼建筑設計。這類建筑有許多優(yōu)點: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(jié)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,在自然界許多動植物的組織中也體現(xiàn)了這個結(jié)論。例如:“疾風知勁草”,許多能承受狂風的植物的莖部是維管狀結(jié)構,其截面是空心的。支持人承重和運動的骨骼,其截面上密實的骨質(zhì)分布在四周,而柔軟的骨髓充滿內(nèi)腔。在建筑結(jié)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(jié)構、空間薄壁結(jié)構等都是根據(jù)這條結(jié)論得來的。
斑馬。
斑馬生活在非洲大陸,外形與一般的馬沒有什么兩樣,它們身上的條紋是為適應生存環(huán)境而衍化出來的保護色。在所有斑馬中,細斑馬長得最大最美。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、瞪羚及鴕鳥等共處,以抵御天敵。人類將斑馬條紋應用到軍事上是一個是很成功仿生學例子。
昆蟲與仿生。
昆蟲個體小,種類和數(shù)量龐大,占現(xiàn)存動物的75%以上,遍布全世界。它們有各自的生存絕技,有些技能連人類也自嘆不如。人們對自然資源的利用范圍越來越廣泛,特別是仿生學方面的任何成就,都來自生物的某種特性。
蝴蝶與仿生。
五彩的蝴蝶錦色粲然,如重月紋鳳蝶,褐脈金斑蝶等,尤其是螢光翼鳳蝶,其后翅在陽光下時而金黃,時而翠綠,有時還由紫變藍。科學家通過對蝴蝶色彩的研究,為軍事防御帶來了極大的裨益。在二戰(zhàn)期間,德軍包圍了列寧格勒,企圖用轟炸機摧毀其軍事目標和其他防御設施。蘇聯(lián)昆蟲學家施萬維奇根據(jù)當時人們對偽裝缺乏認識的情況,提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發(fā)現(xiàn)的道理,在軍事設施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝。因此,盡管德軍費盡心機,但列寧格勒的軍事基地仍安然無恙,為贏得最后的勝利奠定了堅實的基礎。根據(jù)同樣的原理,后來人們還生產(chǎn)出了迷彩服,大大減少了戰(zhàn)斗中的傷亡。
人造衛(wèi)星在太空中由于位置的不斷變化可引起溫度驟然變化,有時溫差可高達兩、三百度,嚴重影響許多儀器的正常工作??茖W家們受蝴蝶身上的鱗片會隨陽光的照射方向自動變換角度而調(diào)節(jié)體溫的啟發(fā),將人造衛(wèi)星的控溫系統(tǒng)制成了葉片正反兩面輻射、散熱能力相差很大的百葉窗樣式,在每扇窗的轉(zhuǎn)動位置安裝有對溫度敏感的金屬絲,隨溫度變化可調(diào)節(jié)窗的開合,從而保持了人造衛(wèi)星內(nèi)部溫度的恒定,解決了航天事業(yè)中的一大難題。
甲蟲與仿生。
氣步甲炮蟲自衛(wèi)時,可噴射出具有惡臭的高溫液體“炮彈”,以迷惑、刺激和驚嚇敵害??茖W家將其解剖后發(fā)現(xiàn)甲蟲體內(nèi)有3個小室,分別儲有二元酚溶液、雙氧水和生物酶。二元酚和雙氧水流到第三小室與生物酶混合發(fā)生化學反應,瞬間就成為100℃的毒液,并迅速射出。這種原理已應用于軍事技術中。二戰(zhàn)期間,德國納粹為了戰(zhàn)爭的需要,據(jù)此機理制造出了一種功率極大且性能安全可靠的新型發(fā)動機,安裝在飛航式導彈上,使之飛行速度加快,安全穩(wěn)定,命中率提高,英國倫敦在受其轟炸時損失慘重。美國軍事專家受甲蟲噴射原理的啟發(fā)研制出了先進的二元化武器。這種武器將兩種或多種能產(chǎn)生毒劑的化學物質(zhì)分裝在兩個隔開的容器中,炮彈發(fā)射后隔膜破裂,兩種毒劑中間體在彈體飛行的8—10秒內(nèi)混合并發(fā)生反應,在到達目標的瞬間生成致命的毒劑以殺傷敵人。它們易于生產(chǎn)、儲存、運輸,安全且不易失效。螢火蟲可將化學能直接轉(zhuǎn)變成光能,且轉(zhuǎn)化效率達100%,而普通電燈的發(fā)光效率只有6%。人們模仿螢火蟲的發(fā)光原理制成的冷光源可將發(fā)光效率提高十幾倍,大大節(jié)約了能量。另外,根據(jù)甲蟲的視動反應機制研制成功的空對地速度計已成功地應用于航空事業(yè)中。
蜻蜒通過翅膀振動可產(chǎn)生不同于周圍大氣的局部不穩(wěn)定氣流,井利用氣流產(chǎn)生的渦流來使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔,不但可向前飛行,還能向后和左右兩側(cè)飛行,其向前飛行速度可達72km/小時。此外,蜻蜒的飛行行為簡單,僅靠兩對翅膀不停地拍打。科學家據(jù)此結(jié)構基礎研制成功了直升飛機。飛機在高速飛行時,常會引起劇烈振動,甚至有時會折斷機翼而引起飛機失事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飛行時安然無恙,于是人們仿效蜻蜒在飛機的兩翼加上了平衡重錘,解決了因高速飛行而引起振動這個令人棘手的問題。
蒼蠅與仿生。
昆蟲學家研究發(fā)現(xiàn),蒼蠅的后翅退化成一對平衡棒。當它飛行時,平衡棒以一定的頻率進行機械振動,可以調(diào)節(jié)翅膀的運動方向,是保持蒼蠅身體平衡的導航儀??茖W家據(jù)此原理研制成一代新型導航儀——振動陀螺儀,大大改進了飛機的飛行性能llj,可使飛機自動停止危險的滾翻飛行,在機體強烈傾斜時還能自動恢復平衡,即使是飛機在最復雜的急轉(zhuǎn)彎時也萬無一失。蒼蠅的復眼包含4000個可獨立成像的單眼,能看清幾乎360。范圍內(nèi)的物體。在蠅眼的啟示下,人們制成了由1329塊小透鏡組成的一次可拍1329張高分辨率照片的蠅眼照相機,在軍事、醫(yī)學、航空、航天上被廣泛應用。蒼蠅的嗅覺特別靈敏并能對數(shù)十種氣味進行快速分析且可立即作出反應。科學家根據(jù)蒼蠅嗅覺器官的結(jié)構,把各種化學反應轉(zhuǎn)變成電脈沖的方式,制成了十分靈敏的小型氣體分析儀,已廣泛應用于宇宙飛船、潛艇和礦井等場所來檢測氣體成分,使科研、生產(chǎn)的安全系數(shù)更為準確、可靠。
蜂類與仿生。
蜂巢由一個個排列整齊的六棱柱形小蜂房組成,每個小蜂房的底部由3個相同的菱形組成,這些結(jié)構與近代數(shù)學家精確計算出來的——菱形鈍角109。28’,銳角70。32’完全相同,是最節(jié)省材料的結(jié)構,且容量大、極堅固,令許多專家贊嘆不止。人們仿其構造用各種材料制成蜂巢式夾層結(jié)構板,強度大、重量輕、不易傳導聲和熱,是建筑及制造航天飛機、宇宙飛船、人造衛(wèi)星等的理想材料。蜜蜂復眼的每個單眼中相鄰地排列著對偏振光方向十分敏感的偏振片,可利用太陽準確定位??茖W家據(jù)此原理研制成功了偏振光導航儀,早已廣泛用于航海事業(yè)中。
其它仿生。
跳蚤的跳躍本領十分高強,航空專家對此進行了研究。
生物學家通過對蛛絲的研究制造出高級絲線,抗撕斷裂降落傘與臨時吊橋用的高強度纜索。船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿。
響尾蛇導彈等就是科學家模仿蛇的“熱眼”功能和其舌上排列著一種似照相機裝置的天然紅外線感知能力的原理,研制開發(fā)出來的現(xiàn)代化武器。
火箭升空利用的是水母、墨魚反沖原理。
科研人員通過研究變色龍的變色本領,為部隊研制出了不少軍事偽裝裝備。
科學家研究青蛙的眼睛,發(fā)明了電子蛙眼。
白蟻不僅使用膠粘劑建筑它們的土堆,還可以通過頭部的小管向敵人噴射膠粘劑。于是人們按照同樣的原理制造了工作的武器——干膠炮彈。
美國空軍通過毒蛇的“熱眼”功能,研究開發(fā)出了微型熱傳感器。
我國紡織科技人員利用仿生學原理,借鑒陸地動物的皮毛結(jié)構,設計出一種keg保溫面料,并具有防風和導濕的功能。
根據(jù)響尾蛇的頰窩能感覺到0.001℃的溫度變化的原理,人類發(fā)明了跟蹤追擊的響尾蛇導彈。人類還利用蛙跳的原理設計了蛤蟆夯。人類模仿警犬的高靈敏嗅覺制成了用于偵緝的“電子警犬”??茖W家根據(jù)野豬的鼻子測毒的奇特本領制成了世界上第一批防毒面具。
仿生學是人類一直使用的方法,如模仿海豚皮而構造的“海豚皮游泳衣”、科學家研究鯨魚的皮膚時,發(fā)現(xiàn)其上有溝漕的結(jié)構,于是有個科學家就依照鯨魚皮構造,造成一個薄膜蒙在飛機的表面,據(jù)實驗可節(jié)約能源3%,若全國的飛機都蒙上這樣的表面,每年可節(jié)約幾十億。又如有科學家研究蜘蛛,發(fā)現(xiàn)蜘蛛的腿上沒有肌肉,有腳的動物會走,主要是靠肌肉的收縮,蜘蛛沒有肌肉為什么會走路?經(jīng)研究蜘蛛不是靠肌肉的收縮進行走路的,而是靠其中的“液壓”的結(jié)構進行走路,據(jù)此人們發(fā)明了液壓步行機……總之,從自然界得到啟迪,模仿其結(jié)構進行發(fā)明創(chuàng)造.這就是仿生學.這是我們向自然界學習的一個方面。
仿生學的小學篇十三
斑馬生活在非洲大陸,外形與一般的馬沒有什么兩樣,它們身上的條紋是為適應生存環(huán)境而衍化出來的保護色。在所有斑馬中,細斑馬長得最大最美。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、瞪羚及鴕鳥等共處,以抵御天敵。人類將斑馬條紋應用到軍事上是一個是很成功仿生學例子。
蝴蝶與人造衛(wèi)星。
五彩的蝴蝶錦色粲然,如重月紋鳳蝶,褐脈金斑蝶等,尤其是螢光翼鳳蝶,其后翅在陽光下時而金黃,時而翠綠,有時還由紫變藍??茖W家經(jīng)過對蝴蝶色彩的研究,為軍事防御帶來了極大的裨益。在二戰(zhàn)期間,德軍包圍了列寧格勒,企圖用轟炸機摧毀其軍事目標和其他防御設施。蘇聯(lián)昆蟲學家施萬維奇根據(jù)當時人們對偽裝缺乏認識的情景,提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發(fā)現(xiàn)的道理,在軍事設施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝。所以,盡管德軍費盡心機,但列寧格勒的軍事基地仍安然無恙,為贏得最終的勝利奠定了堅實的基礎。根據(jù)同樣的原理,之后人們還生產(chǎn)出了迷彩服,大大減少了戰(zhàn)斗中的傷亡。
人造衛(wèi)星在太空中由于位置的不斷變化可引起溫度驟然變化,有時溫差可高達兩、三百度,嚴重影響許多儀器的正常工作??茖W家們受蝴蝶身上的鱗片會隨陽光的照射方向自動變換角度而調(diào)節(jié)體溫的啟發(fā),將人造衛(wèi)星的控溫系統(tǒng)制成了葉片正反兩面輻射、散熱本事相差很大的百葉窗樣式,在每扇窗的轉(zhuǎn)動位置安裝有對溫度敏感的金屬絲,隨溫度變化可調(diào)節(jié)窗的開合,從而堅持了人造衛(wèi)星內(nèi)部溫度的恒定,解決了航天事業(yè)中的一大難題。
兀鷲是世界上最大的食腐鳥類,專門吃死去的動物的尸體。
兀鷲能夠在空中飛行數(shù)小時尋找動物的尸體而不會疲憊。其他種類的鳥類要想做到這一點就必須消耗很多的能量,而兀鷲飛行同樣的時間所消耗的能量卻很少??茖W家們經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn),兀鷲在飛行時翅膀幾乎是不動的,它們主要是靠上升氣流為其飛行供給足夠的升力。與其說兀鷲是在空中飛行,還不如說兀鷲是在空中滑翔。兀鷲能夠做到這一點,除了兀鷲的翅膀十分寬大外,翅膀的形狀也起到了很大的作用??茖W家們發(fā)現(xiàn),兀鷲在空中飛行時幾乎不需要振動翅膀,這就意味著這種飛行方式幾乎不用消耗能量。這就解釋了兀鷲在空中長時間飛行而不會疲憊的原因。根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)??茖W家們制造了一艘仿生小型載人潛艇。這艘潛艇與傳統(tǒng)潛艇的區(qū)別是加裝了仿兀鷲翅膀的結(jié)構,類似于飛機的機翼。這一看似簡單的結(jié)構卻給這艘潛艇供給了相當大額外的動力,能夠使這艘潛艇借助于洋流在海水中“滑翔”。也就是說,在加裝相等的燃料的情景下,仿生潛艇的續(xù)航里程是傳統(tǒng)潛艇的幾倍。這就為科學家進行海洋科研供給了便利。
以前,科學家們對某一海域的海底進行研究時,必須先到達指定海域,然后釋放科研潛艇,并且,必須受時間的限制。因為傳統(tǒng)潛艇的續(xù)航里程實在是有限。為此,科學家們不得不放棄很多立刻就要觀察到的現(xiàn)象,這對科研是很大的影響。而新型仿生科研潛艇就完美的解決這一難題。利用這種潛艇進行科研不必非要到達預定海域,在水下潛行也幾乎不受時間的限制。這就為某些特殊的海洋科研的開展供給了便利。
比如,利用這種潛艇能夠長時間地觀察珊瑚礁周邊的生物活動情景;能夠潛入更深的海里觀察深海生物的活動規(guī)律等。這對人類認識海洋,保護海洋,開發(fā)利用海洋都有著不可估量的意義。造物主的神奇給人類以巨大的啟迪,仿生學的研究也才剛剛開始。向動物學習,我們還有很長的路要走。
甲蟲與炮彈。
氣步甲炮蟲自衛(wèi)時,可噴射出具有惡臭的高溫液體“炮彈”,以迷惑、刺激和驚嚇敵害??茖W家將其解剖后發(fā)現(xiàn)甲蟲體內(nèi)有3個小室,分別儲有二元酚溶液、雙氧水和生物酶。二元酚和雙氧水流到第三小室與生物酶混合發(fā)生化學反應,瞬間就成為100℃的毒液,并迅速射出。這種原理已應用于軍事技術中。二戰(zhàn)期間,德國納粹為了戰(zhàn)爭的需要,據(jù)此機理制造出了一種功率極大且性能安全可靠的新型發(fā)動機,安裝在飛航式導彈上,使之飛行速度加快,安全穩(wěn)定,命中率提高,英國倫敦在受其轟炸時損失慘重。美國軍事專家受甲蟲噴射原理的啟發(fā)研制出了先進的二元化武器。這種武器將兩種或多種能產(chǎn)生毒劑的化學物質(zhì)分裝在兩個隔開的容器中,炮彈發(fā)射后隔膜破裂,兩種毒劑中間體在彈體飛行的8—10秒內(nèi)混合并發(fā)生反應,在到達目標的瞬間生成致命的毒劑以殺傷敵人。它們易于生產(chǎn)、儲存、運輸,安全且不易失效。螢火蟲可將化學能直接轉(zhuǎn)變成光能,且轉(zhuǎn)化效率達100%,而普通電燈的發(fā)光效率僅有6%。人們模仿螢火蟲的發(fā)光原理制成的冷光源可將發(fā)光效率提高十幾倍,大大節(jié)儉了能量。另外,根據(jù)甲蟲的視動反應機制研制成功的空對地速度計已成功地應用于航空事業(yè)中。
蜻蜓與平衡重錘。
蜻蜒經(jīng)過翅膀振動可產(chǎn)生不一樣于周圍大氣的局部不穩(wěn)定氣流,井利用氣流產(chǎn)生的渦流來使自我上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔,不但可向前飛行,還能向后和左右兩側(cè)飛行,其向前飛行速度可達72km小時。此外,蜻蜒的飛行行為簡單,僅靠兩對翅膀不停地拍打。科學家據(jù)此結(jié)構基礎研制成功了直升飛機。飛機在高速飛行時,常會引起劇烈振動,甚至有時會折斷機翼而引起飛機失事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飛行時安然無恙,于是人們仿效蜻蜒在飛機的兩翼加上了平衡重錘,解決了因高速飛行而引起振動這個令人棘手的問題。
仿生學的小學篇十四
自從人類發(fā)明了電燈,生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉(zhuǎn)變成可見光,其余大部分都以熱能的形式浪費掉了,并且電燈的熱射線有害于人眼。那么,有沒有只發(fā)光不發(fā)熱的光源呢?人類又把目光投向了大自然。
在自然界中,有許多生物都能發(fā)光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,并且這些動物發(fā)出的光都不產(chǎn)生熱,所以又被稱為“冷光”。
在眾多的發(fā)光動物中,螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1500種,它們發(fā)出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲發(fā)出冷光不僅僅具有很高的發(fā)光效率,并且發(fā)出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。所以,生物光是一種人類夢想的光。
科學家研究發(fā)現(xiàn),螢火蟲的發(fā)光器位于腹部。這個發(fā)光器由發(fā)光層、透明層和反射層三部分組成。發(fā)光層擁有幾千個發(fā)光細胞,它們都內(nèi)含熒光素和熒光酶兩種物質(zhì)。在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內(nèi)水分的參與下,與氧化合便發(fā)出熒光。螢火蟲的發(fā)光,實質(zhì)上是把化學能轉(zhuǎn)變成光能的過程。
早在40年代,人們根據(jù)對螢火蟲的研究,創(chuàng)造了日光燈,使人類的照明光源發(fā)生了很大變化。近年來,科學家先是從螢火蟲的發(fā)光器中分離出了純熒光素,之后又分離出了熒光酶,之后,又用化學方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、atp(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由于這種光沒有電源,不會產(chǎn)生磁場,因而能夠在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
仿生學的小學篇十五
潛水艇是怎能樣發(fā)明的呢?為了讓一種船既能在水面劃,又能在海底游,科學家觀察到了魚這種動物。
魚肚中有一種東西叫魚鰾,里面裝滿了空氣。在魚想潛到水底時,將魚鰾中的空氣排出,浮力就立刻變小了,魚可自由地沉下水面。而潛水艇中也有一種機器,里面也裝滿了空氣,將空氣一排出,潛水艇便能沉下水底。科學家是按這個原理制造的潛水艇。
看,我們?nèi)缃褚呀?jīng)很高級的潛水艇,原先它們是利用魚鰾原理而做的。是的,生活中若沒有動物,人類將會失去很多發(fā)明的機會。能夠說,動物對人類生活也有很大的幫忙。
仿生學的小學篇十六
動物仿生學的例子精選25個由本站會員“人間一寡人”投稿精心推薦,小編希望對你的學習工作能帶來參考借鑒作用。
魚漂與潛水艇。
潛水艇是怎能樣發(fā)明的呢?為了讓一種船既能在水面劃,又能在海底游,科學家觀察到了魚這種動物。
魚肚中有一種東西叫魚鰾,里面裝滿了空氣。在魚想潛到水底時,將魚鰾中的空氣排出,浮力就立刻變小了,魚可自由地沉下水面。而潛水艇中也有一種機器,里面也裝滿了空氣,將空氣一排出,潛水艇便能沉下水底??茖W家是按這個原理制造的潛水艇。
看,我們?nèi)缃褚呀?jīng)很高級的潛水艇,原先它們是利用魚鰾原理而做的。是的,生活中若沒有動物,人類將會失去很多發(fā)明的機會。能夠說,動物對人類生活也有很大的幫忙。
蝙蝠與雷達。
蝙蝠會釋放出一種超聲波,這種聲波遇見物體時就會反彈回來,而人類聽不見。雷達就是根據(jù)蝙蝠的這種特性發(fā)明出來的。在各種地方都會用到雷達,例如:飛機、航空等。
烏賊和魚雷誘餌。
烏賊體內(nèi)的囊狀物能分泌黑色液體,遇到危險時它便釋放出這種黑色液體,誘騙攻擊者上當。潛艇設計者們仿效烏賊的這一功能讀者設計出了魚雷誘餌。魚雷誘醋似袖珍潛艇,可按潛艇的原航向航行,航速不變,也可模擬噪音、螺旋節(jié)拍、聲信號和多普勒音調(diào)變化等。正是它這種惟妙惟肖的表演,令敵潛艇或攻擊中的魚雷真假難辯,最終使?jié)撏У靡蕴用摗?/p>
青蛙與電子娃眼。
我從《小愛迪生》這本書中讀到了“青蛙的眼睛”,《小愛迪生》上頭說的是“青蛙的眼睛只能夠看見動的東西”。我將信將疑,問了一下爸爸。爸爸說:“你還是做一個試驗比較好。”我點點頭。
首先,我先找來一只青蛙,這只青蛙蹲坐在報紙上,用它警惕的大眼睛。
盯著我的一舉一動,好像警察監(jiān)視罪犯一樣。它身穿美麗的綠皮襖,好像一個貴婦人,儀態(tài)端莊。
我先把事先拍死的蒼蠅放到它面前。那只蒼蠅好像在青蛙的眼里消失了,對這“嗟來之食”無動于衷。我拿出了小細線,將蒼蠅細心翼翼地扎好,然后在它的眼前不停地搖晃。突然,青蛙的注意力不在我身上了,它目不轉(zhuǎn)睛地盯著那只“會飛”的蒼蠅。沒過一會兒,只聽“撲”的一聲,青蛙伸出了它長長的、粉紅色的舌頭,輕輕一卷,便把蒼蠅卷進了肚子里。
這次實驗證明了:青蛙的眼睛只能夠看見動的東西,看不見不會動的東西。于是,科學家們便經(jīng)過青蛙的眼睛發(fā)明了“電子蛙眼”!
人工冷光。
自從人類發(fā)明了電燈,生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉(zhuǎn)變成可見光,其余大部分都以熱能的形式浪費掉了,并且電燈的熱射線有害于人眼。那么,有沒有只發(fā)光不發(fā)熱的光源呢人類又把目光投向了大自然。
在自然界中,有許多生物都能發(fā)光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,并且這些動物發(fā)出的光都不產(chǎn)生熱,所以又被稱為“冷光。”在眾多的發(fā)光動物中,螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1500種,它們發(fā)出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲發(fā)出冷光不僅僅具有很高的發(fā)光效率,并且發(fā)出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。所以,生物光是一種人類夢想的光。
科學家研究發(fā)現(xiàn),螢火蟲的發(fā)光器位于腹部。這個發(fā)光器由發(fā)光層、透明層和反射層三部分組成。發(fā)光層擁有幾千個發(fā)光細胞,它們都包含熒光素和熒光酶兩種物質(zhì)。在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內(nèi)水分的參與下,與氧化合便發(fā)出熒光。螢火蟲的發(fā)光,實質(zhì)上是把化學能轉(zhuǎn)變成光能的過程。
早在40年代,人們根據(jù)對螢火蟲的研究,創(chuàng)造了日光燈,使人類的照明光源發(fā)生了很大變化??茖W家先是從螢火蟲的發(fā)光器中分離出了純熒光素,之后又分離出了熒光酶,之后,又用化學方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、atp(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由于這種光沒有電源,不會產(chǎn)生磁場,因而能夠在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
人們已能用摻和某些化學物質(zhì)的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用。
蜘蛛和裝甲。
生物學家發(fā)現(xiàn)蜘蛛絲的強度相當于同等體積的鋼絲的5倍。受此啟發(fā),英國劍橋一所技術公司試制成猶如蜘蛛絲一樣的高強度纖維。用這種纖維做成的復合材料能夠用來做防彈衣、防彈車、坦克裝甲車等結(jié)構材料。
電魚與伏特電池。
自然界中有許多生物都能產(chǎn)生電,僅僅是魚類就有500余種。人們將這些能放電的魚,統(tǒng)稱為“電魚”。
各種電魚放電的本領各不相同。放電本事最強的是電鰩、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,稱得上電擊冠軍,據(jù)說它能擊斃像馬那樣的大動物。
電魚放電的奧秘究竟在哪里經(jīng)過對電魚的解剖研究,最終發(fā)此刻電魚體內(nèi)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的半透明的盤形細胞構成的。由于電魚的種類不一樣,所以發(fā)電器的形狀、位置、電板數(shù)都不一樣。電鰻的發(fā)電器呈棱形,位于尾部脊椎兩側(cè)的肌肉中;電鰩的發(fā)電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線兩側(cè),共有200萬塊電板;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500萬塊電板。單個電板產(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。
電魚這種非凡的本領,引起了人們極大的興趣。19世紀初,意大利物理學家伏特,以電魚發(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(jù)電魚的天然發(fā)電器設計的,所以把它叫做“人造電器官”。對電魚的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚的發(fā)電器官,那么,船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決。
水母的順風耳。
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?!翱墒牵父橈L耳又有什么關系呢?”人們肯定會問這樣一個問題。因為,水母在風暴來臨之前,就會成群結(jié)隊地游向大海,就預示風暴即將來臨??墒牵@又與“順風耳”有什么關系呢?原先,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),是風暴來臨之前的預告。這種次聲波,人耳是聽不到的,而對水母來說卻是易如反掌??茖W家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),水母的耳朵里長著一個細柄,柄上有個小球,球內(nèi)有塊小小的聽石。科學家仿照水母耳朵的結(jié)構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,相當精確地模擬了水母感受次聲波的器官。
失重現(xiàn)象。
長頸鹿之所以能將血液經(jīng)過長長的頸輸送到頭部,是由于長頸鹿的血壓很高。據(jù)測定,長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導致長頸鹿患腦溢血而死亡呢?這和長頸鹿身體的結(jié)構有關。首先,長頸鹿血管周圍的肌肉十分發(fā)達,能壓縮血管,控制血流量;同時長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家由此受到啟示,在訓練宇航員對,設置一種特殊器械,讓宇航員利用這種器械每一天鍛煉幾小時,以防止宇航員血管周圍肌肉退化;在宇宙飛船升空時,科學家根據(jù)長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,隨著飛船速度的增高,抗荷服能夠充入必須量的氣體,從而對血管產(chǎn)生必須的壓力,使宇航員的血壓堅持正常。同時,宇航員腹部以下部位是套入抽去空氣的密封裝置中的,這樣能夠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,包括許多力學原理。雖然它僅有2mm的厚度,但使用鐵錘敲砸也很難破壞它。建筑學家模仿它進行了薄殼建筑設計。這類建筑有許多優(yōu)點: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。
斑馬與斑馬線。
斑馬生活在非洲大陸,外形與一般的馬沒有什么兩樣,它們身上的條紋是為適應生存環(huán)境而衍化出來的保護色。在所有斑馬中,細斑馬長得最大最美。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、瞪羚及鴕鳥等共處,以抵御天敵。人類將斑馬條紋應用到軍事上是一個是很成功仿生學例子。
蝴蝶與人造衛(wèi)星。
五彩的蝴蝶錦色粲然,如重月紋鳳蝶,褐脈金斑蝶等,尤其是螢光翼鳳蝶,其后翅在陽光下時而金黃,時而翠綠,有時還由紫變藍??茖W家經(jīng)過對蝴蝶色彩的研究,為軍事防御帶來了極大的裨益。在二戰(zhàn)期間,德軍包圍了列寧格勒,企圖用轟炸機摧毀其軍事目標和其他防御設施。蘇聯(lián)昆蟲學家施萬維奇根據(jù)當時人們對偽裝缺乏認識的情景,提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發(fā)現(xiàn)的道理,在軍事設施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝。所以,盡管德軍費盡心機,但列寧格勒的軍事基地仍安然無恙,為贏得最終的勝利奠定了堅實的基礎。根據(jù)同樣的原理,之后人們還生產(chǎn)出了迷彩服,大大減少了戰(zhàn)斗中的傷亡。
人造衛(wèi)星在太空中由于位置的不斷變化可引起溫度驟然變化,有時溫差可高達兩、三百度,嚴重影響許多儀器的正常工作??茖W家們受蝴蝶身上的鱗片會隨陽光的照射方向自動變換角度而調(diào)節(jié)體溫的啟發(fā),將人造衛(wèi)星的控溫系統(tǒng)制成了葉片正反兩面輻射、散熱本事相差很大的百葉窗樣式,在每扇窗的轉(zhuǎn)動位置安裝有對溫度敏感的金屬絲,隨溫度變化可調(diào)節(jié)窗的開合,從而堅持了人造衛(wèi)星內(nèi)部溫度的恒定,解決了航天事業(yè)中的一大難題。
兀鷲是世界上最大的食腐鳥類,專門吃死去的動物的尸體。
兀鷲能夠在空中飛行數(shù)小時尋找動物的尸體而不會疲憊。其他種類的鳥類要想做到這一點就必須消耗很多的能量,而兀鷲飛行同樣的時間所消耗的能量卻很少??茖W家們經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn),兀鷲在飛行時翅膀幾乎是不動的,它們主要是靠上升氣流為其飛行供給足夠的升力。與其說兀鷲是在空中飛行,還不如說兀鷲是在空中滑翔。兀鷲能夠做到這一點,除了兀鷲的翅膀十分寬大外,翅膀的形狀也起到了很大的作用。科學家們發(fā)現(xiàn),兀鷲在空中飛行時幾乎不需要振動翅膀,這就意味著這種飛行方式幾乎不用消耗能量。這就解釋了兀鷲在空中長時間飛行而不會疲憊的原因。根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)??茖W家們制造了一艘仿生小型載人潛艇。這艘潛艇與傳統(tǒng)潛艇的區(qū)別是加裝了仿兀鷲翅膀的結(jié)構,類似于飛機的機翼。這一看似簡單的結(jié)構卻給這艘潛艇供給了相當大額外的動力,能夠使這艘潛艇借助于洋流在海水中“滑翔”。也就是說,在加裝相等的燃料的情景下,仿生潛艇的續(xù)航里程是傳統(tǒng)潛艇的幾倍。這就為科學家進行海洋科研供給了便利。
以前,科學家們對某一海域的海底進行研究時,必須先到達指定海域,然后釋放科研潛艇,并且,必須受時間的限制。因為傳統(tǒng)潛艇的續(xù)航里程實在是有限。為此,科學家們不得不放棄很多立刻就要觀察到的現(xiàn)象,這對科研是很大的影響。而新型仿生科研潛艇就完美的解決這一難題。利用這種潛艇進行科研不必非要到達預定海域,在水下潛行也幾乎不受時間的限制。這就為某些特殊的海洋科研的開展供給了便利。
比如,利用這種潛艇能夠長時間地觀察珊瑚礁周邊的生物活動情景;能夠潛入更深的海里觀察深海生物的活動規(guī)律等。這對人類認識海洋,保護海洋,開發(fā)利用海洋都有著不可估量的意義。造物主的神奇給人類以巨大的啟迪,仿生學的研究也才剛剛開始。向動物學習,我們還有很長的路要走。
甲蟲與炮彈。
氣步甲炮蟲自衛(wèi)時,可噴射出具有惡臭的高溫液體“炮彈”,以迷惑、刺激和驚嚇敵害??茖W家將其解剖后發(fā)現(xiàn)甲蟲體內(nèi)有3個小室,分別儲有二元酚溶液、雙氧水和生物酶。二元酚和雙氧水流到第三小室與生物酶混合發(fā)生化學反應,瞬間就成為100℃的毒液,并迅速射出。這種原理已應用于軍事技術中。二戰(zhàn)期間,德國納粹為了戰(zhàn)爭的需要,據(jù)此機理制造出了一種功率極大且性能安全可靠的新型發(fā)動機,安裝在飛航式導彈上,使之飛行速度加快,安全穩(wěn)定,命中率提高,英國倫敦在受其轟炸時損失慘重。美國軍事專家受甲蟲噴射原理的啟發(fā)研制出了先進的二元化武器。這種武器將兩種或多種能產(chǎn)生毒劑的化學物質(zhì)分裝在兩個隔開的容器中,炮彈發(fā)射后隔膜破裂,兩種毒劑中間體在彈體飛行的8—10秒內(nèi)混合并發(fā)生反應,在到達目標的瞬間生成致命的毒劑以殺傷敵人。它們易于生產(chǎn)、儲存、運輸,安全且不易失效。螢火蟲可將化學能直接轉(zhuǎn)變成光能,且轉(zhuǎn)化效率達100%,而普通電燈的發(fā)光效率僅有6%。人們模仿螢火蟲的發(fā)光原理制成的冷光源可將發(fā)光效率提高十幾倍,大大節(jié)儉了能量。另外,根據(jù)甲蟲的視動反應機制研制成功的空對地速度計已成功地應用于航空事業(yè)中。
蜻蜓與平衡重錘。
蜻蜒經(jīng)過翅膀振動可產(chǎn)生不一樣于周圍大氣的局部不穩(wěn)定氣流,井利用氣流產(chǎn)生的渦流來使自我上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔,不但可向前飛行,還能向后和左右兩側(cè)飛行,其向前飛行速度可達72km小時。此外,蜻蜒的飛行行為簡單,僅靠兩對翅膀不停地拍打??茖W家據(jù)此結(jié)構基礎研制成功了直升飛機。飛機在高速飛行時,常會引起劇烈振動,甚至有時會折斷機翼而引起飛機失事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飛行時安然無恙,于是人們仿效蜻蜒在飛機的兩翼加上了平衡重錘,解決了因高速飛行而引起振動這個令人棘手的問題。
蒼蠅與平衡棒。
昆蟲學家研究發(fā)現(xiàn),蒼蠅的后翅退化成一對平衡棒。當它飛行時,平衡棒以必須的頻率進行機械振動,能夠調(diào)節(jié)翅膀的運動方向,是堅持蒼蠅身體平衡的導航儀??茖W家據(jù)此原理研制成一代新型導航儀——振動陀螺儀,大大改善了飛機的飛行性能llj,可使飛機自動停止危險的滾翻飛行,在機體強烈傾斜時還能自動恢復平衡,即使是飛機在最復雜的急轉(zhuǎn)彎時也萬無一失。蒼蠅的復眼包含4000個可獨立成像的單眼,能看清幾乎360。范圍內(nèi)的物體。在蠅眼的啟示下,人們制成了由1329塊小透鏡組成的一次可拍1329張高分辨率照片的蠅眼照相機,在軍事、醫(yī)學、航空、航天上被廣泛應用。蒼蠅的嗅覺異常靈敏并能對數(shù)十種氣味進行快速分析且可立即作出反應??茖W家根據(jù)蒼蠅嗅覺器官的結(jié)構,把各種化學反應轉(zhuǎn)變成電脈沖的方式,制成了十分靈敏的小型氣體分析儀,已廣泛應用于宇宙飛船、潛艇和礦井等場所來檢測氣體成分,使科研、生產(chǎn)的安全系數(shù)更為準確、可靠。
蜂巢與偏振光導航儀。
蜂巢由一個個排列整齊的六棱柱形小蜂房組成,每個小蜂房的底部由3個相同的菱形組成,這些結(jié)構與近代數(shù)學家精確計算出來的——菱形鈍角109。28’,銳角70。32’完全相同,是最節(jié)省材料的結(jié)構,且容量大、極堅固,令許多專家贊嘆不止。人們仿其構造用各種材料制成蜂巢式夾層結(jié)構板,強度大、重量輕、不易傳導聲和熱,是建筑及制造航天飛機、宇宙飛船、人造衛(wèi)星等的夢想材料。蜜蜂復眼的每個單眼中相鄰地排列著對偏振光方向十分敏感的偏振片,可利用太陽準確定位??茖W家據(jù)此原理研制成功了偏振光導航儀,早已廣泛用于航海事業(yè)中。
翠鳥是一種可愛的小型鳥類,以捕食水中的小魚為生。
但我們都明白,水面會反射太陽的光線。當我們俯瞰水面時會受到反射光的影響,看不清水下的情景。如果水是流動的或水面受風的影響而產(chǎn)生波浪,就更加看不清水下的情景。那么翠鳥是如何對水下的情景“一目了然”的呢?答案就藏在翠鳥的眼睛里。翠鳥的眼睛與人類相比除了大小差別很大外,結(jié)構也存在著巨大差異。翠鳥的眼睛里有一種特殊的細胞,能夠濾除太陽光中的藍色光。而太陽光中的藍光是導致我們看不清水面的主要光線,所以,翠鳥能夠輕而易舉的看清水下的情景。而人類的眼睛中沒有這種特殊的細胞,所以我們看不清水下的情景。
翠鳥眼睛的特殊功能對我們?nèi)祟愑惺裁磫⑹灸兀靠茖W家仿照翠鳥的眼睛制造了一臺仿生學攝像機,這臺攝像機除了具有傳統(tǒng)攝像機的攝像功能外,還有一個特殊功能,那就是能夠濾除太陽光中的任何一種光線。顯然,這臺仿生攝像機的功能比翠鳥的眼睛還要強大。為了驗證這臺攝像機的功能,科學家們做了比較試驗。將傳統(tǒng)攝像機安放在直升機上對波濤洶涌的大海進行航拍,得到的圖像很單一,監(jiān)視器上僅僅出現(xiàn)了藍色的海浪。而將仿翠鳥眼睛攝像機安放在直升機上對同一海域進行航拍時,監(jiān)視器上出現(xiàn)了不一樣的情景:這片海域有兩頭海豚和三頭座頭鯨,其中有一頭是幼鯨。這樣的結(jié)果令科學家喜出望外。有了這樣的攝像機,科學家們就有可能對鯨類的覓食、遷徙、繁殖等習性進行跟蹤研究,從而保護這類瀕危物種。這對維護海洋的生態(tài)平衡、保護物種多樣性具有巨大的意義。當然,筆者不期望這種高端產(chǎn)品落入日本的捕鯨者手里,否則,后果不堪設想!
蒼蠅與小型氣體分析儀。
令人厭惡的蒼蠅,與宏偉的航天事業(yè)似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯(lián)系起來了。
蒼蠅是聲名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污穢的地方,都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺異常靈敏,遠在幾千米外的氣味也能嗅到??墒巧n蠅并沒有“鼻子”,它靠什么來充當嗅覺的呢原先,蒼蠅的“鼻子”——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上。
每個“鼻子”僅有一個“鼻孔”與外界相通,內(nèi)含上百個嗅覺神經(jīng)細胞。若有氣味進入“鼻孔”,這些神經(jīng)立即把氣味刺激轉(zhuǎn)變成神經(jīng)電脈沖,送往大腦。大腦根據(jù)不一樣氣味物質(zhì)所產(chǎn)生的神經(jīng)電脈沖的不一樣,就可區(qū)別出不一樣氣味的物質(zhì)。所以,蒼蠅的觸角像是一臺靈敏的氣體分析儀。
仿生學家由此得到啟發(fā),根據(jù)蒼蠅嗅覺器的結(jié)構和功能,仿制成一種十分奇特的小型氣體分析儀。這種儀器的“探頭”不是金屬,而是活的蒼蠅。就是把十分纖細的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經(jīng)上,將引導出來的神經(jīng)電信號經(jīng)電子線路放大后,送給分析器;分析器一經(jīng)發(fā)現(xiàn)氣味物質(zhì)的信號,便能發(fā)出警報。這種儀器已經(jīng)被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內(nèi)氣體的成分。
這種小型氣體分析儀,也可測量潛水艇和礦井里的有害氣體。利用這種原理,還可用來改善計算機的輸入裝置和有關氣體色層分析儀的結(jié)構原理中。
貓頭鷹是完美的夜間捕獵者,是鼠類等小型哺乳動物的天敵。
它們能夠悄無聲息地飛向獵物發(fā)起致命一擊。要明白,老鼠的聽覺、嗅覺等感官及其靈敏,貓頭鷹是如何做到悄無聲息靠近獵物的呢?科學家對貓頭鷹的翅膀做了深入的研究。他們發(fā)現(xiàn)貓頭鷹的翅膀及其柔軟,好像天鵝絨一般。這種材質(zhì)的翅膀為什么能大幅度降低噪音呢?科學家們把貓頭鷹翅膀模型放在風洞中進行試驗,發(fā)現(xiàn)空氣基本上是貼著翅膀表面流動的,這就減小了空氣的振動。這種材質(zhì)的翅膀在飛行時能大幅度減少翅膀后面的空氣擾流,從而大幅度降低噪音。而形狀相同、材質(zhì)不一樣的翅膀模型放入風洞中進行試驗時會發(fā)現(xiàn)空氣流經(jīng)翅膀時不會緊貼翅膀表面,擾流比較嚴重,噪音也大。
科學家又做了一個比較試驗,讓貓頭鷹和家鴿近距離飛過一層羽毛。家鴿的體型與貓頭鷹相仿,是很好的比較對象。試驗的結(jié)果是:當貓頭鷹飛過這些羽毛時,羽毛基本是不動的;而當鴿子飛過這些羽毛時,羽毛被大幅度的攪動。為什么會有這么大的差別呢?科學家對貓頭鷹和鴿子的翅膀形狀進行了比較,發(fā)現(xiàn)貓頭鷹的翅膀邊緣呈鋸齒狀。正是這種特殊的形狀降低了空氣的波動,加上特殊的材質(zhì),從而降低了噪音?;谶@一發(fā)現(xiàn),科學家制造了一臺有著鋸齒狀邊緣的仿生風機。與傳統(tǒng)風機相比,這臺仿生風機的噪音降低了80%,并且節(jié)儉了能源。要明白,從電腦的散熱風扇到大型客機的發(fā)動機,從家用電風扇到大型中央空調(diào)的散熱器,風扇幾乎無處不在。如果這些風扇都能換成仿生風扇,將大幅度降低噪音和能源消耗,對節(jié)儉資源、保護環(huán)境、促進人與自然和諧相處都有著不可估量的現(xiàn)實意義。
蝴蝶和衛(wèi)星控溫系統(tǒng)。
遨游太空的人造衛(wèi)星,當受到陽光強烈輻射時,衛(wèi)星溫度會高達200攝氏度;而在陰影區(qū)域,衛(wèi)星溫度會下降至零下200攝氏度左右,這很容易烤壞或凍壞衛(wèi)星上的精密儀器儀表,它一度曾使航天科學家傷透了腦筋。之后,人們從蝴蝶身上受到啟迪。原先,蝴蝶身體表面生長著一層細小的鱗片,這些鱗片有調(diào)節(jié)體溫的作用。每當氣溫上升、陽光直射時,鱗片自動張開,以減少陽光的輻射角度,從而減少對陽光熱能的吸收;當外界氣溫下降時,鱗片自動閉合,緊貼體表,讓陽光直射鱗片,從而把體溫控制在正常范圍之內(nèi)。科學家經(jīng)過研究,為人造地球衛(wèi)星設計了一種猶如蝴蝶鱗片般的控溫系統(tǒng)。
壁虎腳趾對制造能反復使用的粘性錄音帶供給了令人鼓舞的前景。
長頸鹿和“抗荷服”
長頸鹿是目前世界上最高的動物,其大腦和心臟的距離約3米,完全是靠高達160~260毫米汞柱的血壓把血液送到大腦的。按一般分析,當長頸鹿低頭飲水時,大腦的位置低于心臟,很多的血液會涌入大腦,使血壓更加增高,那么長頸鹿會在飲水時得腦充血或血管破烈等疾病而死??墒枪陂L頸鹿身上的一層、厚皮緊緊箍住了血管,限制了血壓,飛機設計師和航空生物學家依照長頸鹿皮膚原理,設計出一種新穎的“抗荷服”,從而解決了超高速殲擊機駕駛員在突然加速爬升時因腦部缺血而引起的痛苦。這種“抗荷服”內(nèi)有一裝置,當飛機加速時可壓縮空氣,也能對血管產(chǎn)生相應的壓力,這比長頸鹿的厚皮更高明了。
模擬藍藻的不完全光合器,將設計出仿生光解水的裝置,從而可獲得很多的氫氣。
貝用它的蛋白質(zhì)生成的膠體十分牢固,這樣一種膠體可應用在從外科手術的縫合到補船等一切事情上。
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手寫教案模板例子。
仿生學的小學篇十七
在今天下午課上,梁教師讓我們一起討論仿生學的例子。在聽的過程中,我覺得章溫博介紹的關于蒼蠅宇宙飛船的資料最有趣。
科學家們再觀察蒼蠅的過程中發(fā)現(xiàn)了蒼蠅的嗅覺非常靈敏,遠在幾千米外的氣味也聞到。但蒼蠅并沒有“鼻子”,他靠什么來充當嗅覺呢?原來,蒼蠅的“鼻子”——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上。他的每個“鼻子”上只有一個“鼻孔”與外界相通,里面有上百個嗅覺神經(jīng)細胞。如果有氣味進入“鼻孔”這些神經(jīng)細胞會立刻把氣味刺激轉(zhuǎn)變成神經(jīng)電脈沖,送往大腦。大腦根據(jù)其為物質(zhì)所產(chǎn)生的神經(jīng)電脈沖的不同,就可以去別處不同氣味的物質(zhì)。
蒼蠅的一對觸角像是一臺靈敏的氣體分析儀。仿生學家由此得到啟發(fā),根據(jù)蒼蠅嗅覺器官的結(jié)構和功能,仿制成一種十分奇特的小型氣體分析儀。這種氣儀器的“探頭”不是金屬,而是活蒼蠅。就是把非常纖細的微電機插到蒼蠅的嗅覺神經(jīng)上,將引導出來的神經(jīng)電信號經(jīng),電子線路放大后,送給分析器。分析器已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其為物質(zhì)的信號,變嫩發(fā)出警報。
這種儀器已經(jīng)被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內(nèi)氣體的成分。這種小型氣體分析儀,也可以測量潛水艇和礦井里的有害氣體。
除了這個仿生學事例,我還知道魚餌在水中自由來去的本領,科學家就模仿魚類的形體造船;由3000個小眼睛組成,人們模仿蒼蠅發(fā)明了“蠅眼透鏡”;科學家還根據(jù)野豬的鼻子測毒的奇特本領制成了世界上第一批防毒面具。
人類在小動物的升上得到了其實發(fā)明了許多東西。讓我們懂得了許多豐富的知識,以后我要多觀察大自然,爭取也能從中得到啟示。
仿生學的小學篇十八
烏賊體內(nèi)的囊狀物能分泌黑色液體,遇到危險時它便釋放出這種黑色液體,誘騙攻擊者上當。潛艇設計者們仿效烏賊的這一功能讀者設計出了魚雷誘餌。魚雷誘醋似袖珍潛艇,可按潛艇的原航向航行,航速不變,也可模擬噪音、螺旋節(jié)拍、聲信號和多普勒音調(diào)變化等。正是它這種惟妙惟肖的表演,令敵潛艇或攻擊中的魚雷真假難辯,最終使?jié)撏У靡蕴用摗?/p>
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