電鰻全集
水裏遊的魚:學會了遊泳,發明了潛艇。
連體鯊魚服:第壹代鯊魚服模仿鯊魚的皮膚,在泳衣上設計了壹些粗糙的齒狀突起,有效地引導水流,收緊身體,避免皮膚和肌肉的振動。第二代鯊魚服增加了壹些新亮點,增加了壹種叫做“彈性皮膚”的材料,可以使人在水中的阻力降低4%。
烏龜馱著壹只烏龜:壹種帶有旋轉炮塔的坦克。
讓盲人看到光:在植入微小的仿生視網膜後,三名盲人患者不僅看到了閃爍或移動的光點,甚至成功地用眼睛區分了杯子和盤子。
合成蜘蛛絲:蜘蛛絲含有壹種纖維蛋白,類似於毛發和角中的角蛋白。這種蛋白質分泌出來後開始變得堅韌。通過仔細平衡水分含量,蜘蛛和蠶可以防止纖維蛋白固化過快。
蜻蜓-飛機;(直升機)
快速掃描系統
蒼蠅氣味探測器
螳螂鐮刀
電魚和伏特電池。通過對電魚的解剖研究,發現電魚體內有壹個奇特的發電器官。意大利物理學家伏特設計了世界上最早的基於電魚發電器官的伏打電池。
水母耳朵:水母耳朵的風暴預測器,精確模擬水母感受次聲波的器官。
動物仿生學
生物學家通過對蜘蛛絲的研究,制成了高級絲線、抗撕裂降落傘和臨時吊橋的高強度纜繩。船只和潛水艇是模仿魚和海豚而來的。
響尾蛇導彈等是科學家模仿蛇的“熱眼”功能,以及它們的舌頭像攝像裝置壹樣排列著壹種天然的紅外感應能力的原理研制的現代化武器。
火箭利用水母和烏賊的反沖原理起飛。
研究人員通過研究變色龍的變色能力,為軍隊研發了很多軍用偽裝裝備。
科學家研究了蛙眼,發明了電子蛙眼。
白蟻不僅使用粘合劑來建造它們的蟻丘,還通過它們頭部的小管向敵人噴灑粘合劑。於是人們根據同樣的原理制作了壹個工作武器——幹橡膠殼。
美國空軍通過毒蛇的“熱眼”功能,研制出壹種微型熱傳感器。
我國紡織科技人員借鑒仿生學原理和陸生動物的皮毛結構,設計出壹種小桶保暖面料,具有抗風、導濕功能。
根據響尾蛇頰窩能感覺到0.001℃的溫度變化的原理,人類發明了追蹤追逐響尾蛇導彈。
人類還利用蛙跳原理設計了蟾蜍夯錘。
人類模仿警犬高度靈敏的嗅覺,制造出“電子警犬”用於偵查。
科學家根據野豬鼻子獨特的探毒能力,制成了世界上第壹批防毒面具。
通過蝙蝠,超聲波被發明了,
聲納是海豚發明的。甲蟲
當甲蟲自衛時,它能噴射出壹種帶有惡臭的高溫液體“外殼”來迷惑、刺激和嚇唬敵人。科學家解剖後發現,甲蟲體內有三個腔室,分別儲存有二元酚溶液、過氧化氫和生物酶。二酚和雙氧水流入第三室與生物酶混合發生化學反應,在100℃瞬間變成毒液,迅速噴出。這壹原理目前已應用於軍事技術。二戰期間,德國納粹根據這壹機理制造了壹種功率巨大、性能安全可靠的新型發動機,安裝在巡航導彈上,使其飛行速度更快、更安全、更穩定,提高了命中率。英國倫敦被炸時損失慘重。美國軍事專家受甲蟲噴灑原理啟發,研發出先進的二元武器。這種武器將兩種或兩種以上能產生毒素的化學物質裝入兩個獨立的容器中。炮彈發射後,隔膜破裂,兩種毒物中間體在彈丸飛行的8-10秒內混合反應,在到達目標殺死敵人的瞬間產生致命的毒液。它們易於生產、儲存和運輸,安全且不易失效。螢火蟲可以直接將化學能轉化為光能,轉化效率達到100%,而普通電燈的發光效率只有6%。人們模仿螢火蟲發光原理制作的冷光源,可以提高發光效率十倍以上,大大節約能源。此外,壹種基於甲蟲表觀運動響應機制的空對地速度計已經成功應用於航空。同意7|評論(1)2011-3-29 19:35 13417570177 |二級。
在我國,早就有模仿生物的例子。相傳在公元前3000多年,我們的祖先優超就模仿鳥類在樹上築巢,以防止野獸的傷害。4000多年前,我們的祖先“看到飛蓬就變成了汽車”,就是看到飛蓬隨風旋轉就發明了輪子,制造了有輪子的汽車。古代寺廟正殿前山門的建築,就其建築結構而言,頗似大象之姿。柱子又圓又粗,好像大象的腿。
中國古代勤勞勇敢的勞動人民,早就對碧海藍天、蒼鷹翺翔產生了各種奇妙的幻想。據秦漢史書記載,兩千多年前,我國人民就發明了風箏,應用於軍事聯絡。春秋戰國時期,魯國的工匠魯班首先開始研制會飛的木鳥。他受到壹種可以切割皮膚的齒狀草葉的啟發,發明了鋸子。據《杜陽雜刊》記載,唐代有壹位漢族何誌,他說:“他善於把木頭雕成鳳凰、鶴、烏鴉、喜鵲的形狀。當他又喝又啄的時候,和真相沒什麽區別。當他把它放在腹部時,他可以在空中飛行,但它可以高達30英尺到120英尺,然後他開始下降。”西漢時期,有人用鳥的羽毛做成翅膀,從高臺上飛下來,試圖模仿鳥的飛行。以上案例足以說明中國古代勞動人民對鳥類的拍動和飛翔有過細致的觀察和研究,這也是最早的仿生設計活動之壹。明代壹種火箭武器“神火飛鴉”的發明,也反映了人們向鳥學習的願望。
中國古代勞動人民對水生動物——魚的模仿也卓有成效。古人通過模仿生活在水中的魚,砍樹鑿船,用木頭做魚形的船殼,用魚的胸鰭和尾鰭做櫓和槳,從而獲得了水上運輸的自由。後來隨著制作水平的提高,出現了龍舟,受很多動物造型的影響。古代水戰中使用的火箭武器“火龍出水”,多少有些模仿動物的意思。以上事例表明,中國古代勞動人民早期的仿生設計活動,為發展中國燦爛的古代文明創造了非凡的業績。
在外國文明史上,也經歷了類似的過程。在蘊含豐富生產知識的古希臘神話中,有人用羽毛和蠟做成翅膀,逃出迷宮;泰爾發明了鋸子,據說是受到了魚的背骨和蛇的上腭骨的形狀的啟發。15世紀,德國天文學家米勒制作了鐵蠅和機械鷹,並進行了飛行表演。
1806年左右,英國科學家、空氣動力學創始人之壹凱利模仿鱒魚和土撥鼠的紡錘形,發現了壹種低阻力的流線型結構。凱利還設計了壹種模仿鳥類翅膀的機翼曲線,極大地促進了航空技術的誕生。與此同時,法國生理學家馬雷對鳥類的飛行進行了細致的研究。在《動物機器》壹書中,他介紹了鳥類的體重與翅膀面積的關系。德國人亥姆霍茲在研究飛行動物時也發現,飛行動物的重量與身體線性的立方成正比。亥姆霍茲的研究指出了飛行物體尺寸的局限性。通過對鳥類飛行器官的詳細研究和精心模仿,根據鳥類飛行機理的原理,人們終於制造出了能夠載人飛行的滑翔機。
後來,設計師根據起重機的姿態設計了挖掘機的吊臂。壹戰期間,人們從毒氣戰中幸存的野豬身上獲得靈感,模仿野豬的鼻子設計了壹種防毒面具。在海洋中靈活浮沈的潛艇用的是什麽原理?雖然我們沒有證據調查潛艇設計者在設計潛艇時是否參考了生物界的意見,但不難想象,設計者壹定知道魚鰾是魚類用來改變身體隨水比例以便在水中沈浮的重要器官。青蛙是兩棲動物。體育工作者仔細研究了青蛙在水中的運動姿勢,總結出壹套省力又快速的遊泳動作——蛙泳。此外,為潛水員制作的魚鰭幾乎完全按照青蛙後肢的形狀制作,大大提高了潛水員在水中的活動能力。
蒼蠅和宇宙飛船
討厭的蒼蠅看似與宏大的航天事業無關,但仿生學卻將它們緊密聯系在壹起。
蒼蠅是臭名昭著的“臭東西”,它們隨處可見,氣味難聞。蒼蠅的嗅覺特別靈敏,能聞到幾千米外的氣味。但是蒼蠅沒有“鼻子”。它是靠什麽來充當嗅覺的?原來,蒼蠅的“鼻子”——嗅覺感受器分布在頭部的壹對觸角上。
每個“鼻子”只有壹個與外界相通的“鼻孔”,裏面含有數百個嗅覺神經細胞。如果氣味進入鼻孔,這些神經會立即將氣味刺激轉化為神經電脈沖,並發送到大腦。大腦可以根據不同氣味的物質產生的不同神經電脈沖來區分不同氣味的物質。因此,蒼蠅的觸角就像壹個靈敏的氣體分析儀。
受此啟發,仿生學根據蒼蠅嗅覺器官的結構和功能,成功模仿出壹種非常奇特的小型氣體分析儀。這臺儀器的探頭不是金屬,而是壹只活蒼蠅。將極細的微電極插入蒼蠅的嗅覺神經,引導的神經電信號經電子電路放大後送至分析儀;分析儀壹發現有氣味物質的信號就能發出警報。這個儀器已經安裝在飛船的駕駛艙裏,用來檢測艙內氣體的成分。
這種小型氣體分析儀還可以測量潛艇和礦井中的有害氣體。這壹原理也可用於改進計算機的輸入裝置和氣相色譜分析儀的結構原理。
從螢火蟲到人工發光
自從人類發明了電燈,生活變得更加方便和豐富。但是電燈只能將壹小部分電能轉化為可見光,其余大部分都以熱能的形式浪費掉了,電燈的熱射線對人的眼睛是有害的。那麽,有沒有只發光不發熱的光源呢?人類又把目光投向了大自然。
在自然界中,許多生物都能發光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而這些動物發出的光不會產生熱量,所以也叫“冷光”。
在許多發光的動物中,螢火蟲是其中之壹。螢火蟲大約有65,438+0,500種,它們冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也不壹樣。螢火蟲發出冷光,不僅發光效率高,而且壹般比較柔和,適合人眼,光的強度也比較高。因此,生物發光是人類的理想光源。
科學家發現螢火蟲的發光裝置位於腹部。這種光發射器由三部分組成:發光層、透明層和反射層。發光層有數千個發光細胞,它們都含有熒光素和熒光素酶。在熒光素酶的作用下,熒光素在細胞內水的參與下,與氧化結合發出熒光。螢火蟲的發光本質上是化學能轉化為光能的過程。
早在20世紀40年代,人們就在對螢火蟲的研究基礎上創造了熒光燈,極大地改變了人類的照明來源。近年來,科學家首先從螢火蟲中分離出純凈的熒光素,然後分離出熒光素酶,再通過化學方法人工合成熒光素。由熒光素、熒光素酶、ATP(三磷酸腺苷)和水組成的生物光源,可以在充滿爆炸性氣體的礦井中用作閃光燈。由於這種燈沒有電源,不會產生磁場,所以在生物光源的照射下,可以用來清除磁性地雷。
現在,人們可以通過混合壹些化學物質獲得類似生物光的冷光,用於安全照明。
電魚和伏特電池
自然界很多生物都可以發電,光是魚類就有500多種。人們把這些能放電的魚稱為“電魚”。
各種電魚都有不同的放電技巧。電鰩、電鯰和電鰻的放電能力最強。中型魚雷能產生70伏左右的電壓,而非洲魚雷能產生高達220伏的電壓;非洲電鯰能產生350伏的電壓;電鰻能產生500伏的電壓。有壹種南美電鰻能產生高達880伏的電壓,被稱為電擊冠軍。據說它能殺死像馬這樣的大動物。
電魚放電的奧秘在哪裏?經過對電魚的解剖研究,終於發現電魚體內有壹個奇怪的發電器官。這些發電機由許多半透明的盤狀電池組成,稱為電板或電盤。由於電魚的種類不同,發生器的電板形狀、位置、數量也不同。電鰻的發生器呈棱形,位於尾棘兩側的肌肉中;魚雷的發生器形狀像壹個扁腎,排列在身體中線兩側,有200萬個電板。電鯰的發生器起源於某種腺體,位於皮膚和肌肉之間,大約有500萬個電板。單個極板產生的電壓很弱,但是因為極板多,產生的電壓就很大。
電魚的非凡技能引起了人們極大的興趣。19世紀初,意大利物理學家伏特設計了世界上最早的基於電魚發電器官的伏打電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電機設計的,所以被稱為“人造電官”電魚的研究也給了人們這樣的啟示:如果能成功模仿電魚的發電器官,那麽就能很好地解決艦船和潛艇的動力問題。
水母迎風的耳朵
"燕子低飛到雨前,蟬兒歌唱,天空在雨中放晴."生物的行為與天氣的變化有關。沿岸的漁民都知道,生活在沿岸的魚和水母分批遊向大海,預示著暴風雨即將來臨。
水母又稱水母,是壹種古老的腔腸動物,早在5億年前就漂浮在海洋中。這種低等動物有預知風暴的本能,每次風暴預警前都會遊到海裏避難。
原來,在藍色的海洋中,空氣與波浪摩擦產生的次聲波(頻率為每秒8-13次)永遠是風暴預警的前奏。這種次聲波人耳是聽不到的,但是小水母非常敏感。仿生學發現水母的耳朵腔內有壹個細柄,柄上有壹個小球,球內有壹個小聽覺石。當暴風雨前的次聲撞擊到水母耳朵裏的聽覺石時,聽覺石刺激球壁上的神經感受器,於是水母聽到了即將到來的暴風雨的隆隆聲。
仿生學模仿水母耳朵的結構和功能,為水母耳朵設計了風暴預測器,準確模擬了水母感受次聲的器官。這種儀器安裝在船的前甲板上,當它接收到風暴的次聲波時,可以使旋轉360°的喇叭自動停止旋轉,它所指的方向就是風暴的方向。指示器上的讀數可以顯示風暴的強度。這種預報員可以提前15小時預報風暴,對航行和漁業安全具有重要意義。同意8|評論(3)2011-3-30 18:12熱心用戶
Jdkdkziejcio贊同3|評論(2)2011-3-318:17熱心用戶。
甲蟲
當甲蟲自衛時,它能噴射出壹種帶有惡臭的高溫液體“外殼”來迷惑、刺激和嚇唬敵人。科學家解剖後發現,甲蟲體內有三個腔室,分別儲存有二元酚溶液、過氧化氫和生物酶。二酚和雙氧水流入第三室與生物酶混合發生化學反應,在100℃瞬間變成毒液,迅速噴出。這壹原理目前已應用於軍事技術。二戰期間,德國納粹根據這壹機理制造了壹種功率巨大、性能安全可靠的新型發動機,安裝在巡航導彈上,使其飛行速度更快、更安全、更穩定,提高了命中率。英國倫敦被炸時損失慘重。美國軍事專家受甲蟲噴灑原理啟發,研發出先進的二元武器。這種武器將兩種或兩種以上能產生毒素的化學物質裝入兩個獨立的容器中。炮彈發射後,隔膜破裂,兩種毒物中間體在彈丸飛行的8-10秒內混合反應,在到達目標殺死敵人的瞬間產生致命的毒液。它們易於生產、儲存和運輸,安全且不易失效。螢火蟲可以直接將化學能轉化為光能,轉化效率達到100%,而普通電燈的發光效率只有6%。人們模仿螢火蟲發光原理制作的冷光源,可以提高發光效率十倍以上,大大節約能源。此外,根據甲蟲視動反應機制研制的空地測速儀已成功應用於航空工業,獲得5|評論(1)2011-4-5 14:31 1477883894 |壹級認可。
飛機是根據鳥的翅膀發明的。
以及追蹤響尾蛇發明的導彈。
蒼蠅和宇宙飛船
討厭的蒼蠅看似與宏大的航天事業無關,但仿生學卻將它們緊密聯系在壹起。
蒼蠅是臭名昭著的“臭東西”,它們隨處可見,氣味難聞。蒼蠅的嗅覺特別靈敏,能聞到幾千米外的氣味。但是蒼蠅沒有“鼻子”。它是靠什麽來充當嗅覺的?原來,蒼蠅的“鼻子”——嗅覺感受器分布在頭部的壹對觸角上。
每個“鼻子”只有壹個與外界相通的“鼻孔”,裏面含有數百個嗅覺神經細胞。如果氣味進入鼻孔,這些神經會立即將氣味刺激轉化為神經電脈沖,並發送到大腦。大腦可以根據不同氣味的物質產生的不同神經電脈沖來區分不同氣味的物質。因此,蒼蠅的觸角就像壹個靈敏的氣體分析儀。
受此啟發,仿生學根據蒼蠅嗅覺器官的結構和功能,成功模仿出壹種非常奇特的小型氣體分析儀。這臺儀器的探頭不是金屬,而是壹只活蒼蠅。將極細的微電極插入蒼蠅的嗅覺神經,引導的神經電信號經電子電路放大後送至分析儀;分析儀壹發現有氣味物質的信號就能發出警報。這個儀器已經安裝在飛船的駕駛艙裏,用來檢測艙內氣體的成分。
這種小型氣體分析儀還可以測量潛艇和礦井中的有害氣體。這壹原理也可用於改進計算機的輸入裝置和氣相色譜分析儀的結構原理。
從螢火蟲到人工發光
自從人類發明了電燈,生活變得更加方便和豐富。但是電燈只能將壹小部分電能轉化為可見光,其余大部分都以熱能的形式浪費掉了,電燈的熱射線對人的眼睛是有害的。那麽,有沒有只發光不發熱的光源呢?人類又把目光投向了大自然。
在自然界中,許多生物都能發光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而這些動物發出的光不會產生熱量,所以也叫“冷光”。
在許多發光的動物中,螢火蟲是其中之壹。螢火蟲大約有65,438+0,500種,它們冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也不壹樣。螢火蟲發出冷光,不僅發光效率高,而且壹般比較柔和,適合人眼,光的強度也比較高。因此,生物發光是人類的理想光源。
科學家發現螢火蟲的發光裝置位於腹部。這種光發射器由三部分組成:發光層、透明層和反射層。發光層有數千個發光細胞,它們都含有熒光素和熒光素酶。在熒光素酶的作用下,熒光素在細胞內水的參與下,與氧化結合發出熒光。螢火蟲的發光本質上是化學能轉化為光能的過程。
早在20世紀40年代,人們就在對螢火蟲的研究基礎上創造了熒光燈,極大地改變了人類的照明來源。近年來,科學家首先從螢火蟲中分離出純凈的熒光素,然後分離出熒光素酶,再通過化學方法人工合成熒光素。由熒光素、熒光素酶、ATP(三磷酸腺苷)和水組成的生物光源,可以在充滿爆炸性氣體的礦井中用作閃光燈。由於這種燈沒有電源,不會產生磁場,所以在生物光源的照射下,可以用來清除磁性地雷。
現在,人們可以通過混合壹些化學物質獲得類似生物光的冷光,用於安全照明。
電魚和伏特電池
自然界很多生物都可以發電,光是魚類就有500多種。人們把這些能放電的魚稱為“電魚”。
各種電魚都有不同的放電技巧。電鰩、電鯰和電鰻的放電能力最強。中型魚雷能產生70伏左右的電壓,而非洲魚雷能產生高達220伏的電壓;非洲電鯰能產生350伏的電壓;電鰻能產生500伏的電壓。有壹種南美電鰻能產生高達880伏的電壓,被稱為電擊冠軍。據說它能殺死像馬這樣的大動物。
電魚放電的奧秘在哪裏?經過對電魚的解剖研究,終於發現電魚體內有壹個奇怪的發電器官。這些發電機由許多半透明的盤狀電池組成,稱為電板或電盤。由於電魚的種類不同,發生器的電板形狀、位置、數量也不同。電鰻的發生器呈棱形,位於尾棘兩側的肌肉中;魚雷的發生器形狀像壹個扁腎,排列在身體中線兩側,有200萬個電板。電鯰的發生器起源於某種腺體,位於皮膚和肌肉之間,大約有500萬個電板。單個極板產生的電壓很弱,但是因為極板多,產生的電壓就很大。
電魚的非凡技能引起了人們極大的興趣。19世紀初,意大利物理學家伏特設計了世界上最早的基於電魚發電器官的伏打電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電機設計的,所以被稱為“人造電官”電魚的研究也給了人們這樣的啟示:如果能成功模仿電魚的發電器官,那麽就能很好地解決艦船和潛艇的動力問題。
水母迎風的耳朵
"燕子低飛到雨前,蟬兒歌唱,天空在雨中放晴."生物的行為與天氣的變化有關。沿岸的漁民都知道,生活在沿岸的魚和水母分批遊向大海,預示著暴風雨即將來臨。
水母又稱水母,是壹種古老的腔腸動物,早在5億年前就漂浮在海洋中。這種低等動物有預知風暴的本能,每次風暴預警前都會遊到海裏避難。
原來,在藍色的海洋中,空氣與波浪摩擦產生的次聲波(頻率為每秒8-13次)永遠是風暴預警的前奏。這種次聲波人耳是聽不到的,但是小水母非常敏感。仿生學發現水母的耳朵腔內有壹個細柄,柄上有壹個小球,球內有壹個小聽覺石。當暴風雨前的次聲撞擊到水母耳朵裏的聽覺石時,聽覺石刺激球壁上的神經感受器,於是水母聽到了即將到來的暴風雨的隆隆聲。
仿生學模仿水母耳朵的結構和功能,為水母耳朵設計了風暴預測器,準確模擬了水母感受次聲的器官。這種儀器安裝在船的前甲板上,當它接收到風暴的次聲波時,可以使旋轉360°的喇叭自動停止旋轉,它所指的方向就是風暴的方向。指示器上的讀數可以顯示風暴的強度。這種預報員可以提前15小時預報風暴,對航行和漁業安全具有重要意義。同意5|評論(1)2011-4-10 07:50熱心用戶。
科學家發明的啟示贊同3|評論(1)2012-3-12 19:09熱心用戶。
反對0|評論(1)2012-3-15 18:16兜風樂趣| 2級
魚潛艇
啄木鳥——壹種新的安全帽
變色龍迷彩服
蜻蜓——飛機的機翼
鳥飛機
捕鯨船
螳螂鐮刀
青蛙掃描儀
蒼蠅氣味探測器
蝙蝠雷達