大家都知道,地球上除了人類之外還有許多生物。所謂“三人行,必有我?guī)煛?,人類能在弱肉強食的自然界生存下來?除了自己的智慧, 還從動物那里得到了許多啟發(fā)。比如, 飛機的發(fā)明源于人類看到鳥類可以飛行得到的靈感, 潛艇的出現(xiàn)源于人類看到魚類可以在水底潛游得到的啟迪……今天, 我們就來看看人類從動植物及微生物身上學到的本領(lǐng), 認識一些有趣又非常重要的發(fā)明吧!
鳥的脖頸,手抖患者的“福音”
大家平時觀察過動物園或公園里的鳥嗎?它們的脖子幾乎很少晃動,即使轉(zhuǎn)頭,也看不到脖子的抖動。原來,鳥類對于空間和位置的變化非常敏感,因為它們需要一個穩(wěn)定的視覺系統(tǒng),確保在發(fā)生危險時可以快速做出反應(yīng)。所以,鳥類的脖子有類似穩(wěn)定器的功能,讓它們在活動的時候能夠保持頭部的穩(wěn)定。曾經(jīng)有人做過這樣的實驗:把照相機固定在雞的頭部,與普通的手持照相機進行移動拍照對比,結(jié)果,“雞頭照相機”的成片效果更勝一籌。
根據(jù)這個實驗結(jié)果,有人就想:如果照相機像鳥類的脖頸一樣穩(wěn)定,不就可以不用擔心手抖,輕松拍出清晰漂亮的照片了?科學家由此發(fā)明了云臺穩(wěn)定器。云臺穩(wěn)定器內(nèi)部設(shè)有加速度傳感器,當位置發(fā)生偏差時,傳感器會通過機械臂給一個反向的力,用來抵消運動時產(chǎn)生的勢能。因此,大家就不必擔心拍攝的畫面因為手部抖動而“糊掉”。如今這種云臺設(shè)備被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和武器裝備等領(lǐng)域,我們熟知的無人機基本上都會搭載云臺攝像機,用于拍攝和偵察等工作。
荷葉面料,雨天的“利器”
大家看過雨后的荷葉嗎?水珠在上面搖曳,有一種“大珠小珠落玉盤”的感覺。如果我們仔細看就會發(fā)現(xiàn),水珠和荷葉似乎處在兩個世界—— 一旦水珠離開荷葉,荷葉表面依然干干爽爽。這是怎么回事呢?原來,荷葉表面有無數(shù)個微米級的蠟質(zhì)乳突??茖W家用電子顯微鏡仔細觀察后發(fā)現(xiàn),在那些乳突之上又附著了許多結(jié)構(gòu)相似的納米級顆粒。正是荷葉表面的這種雙重結(jié)構(gòu),使得荷葉表面與液體或固體塵埃接觸時,形成的接觸面積有限,因此液體和固體塵埃都很難在荷葉表面停留。
人們依照荷葉的表面特性研發(fā)出一種納米材料的面料,這種面料不但防水性能好,還能防塵。也就是說,用這種面料制作出來的服裝,不用清洗也可以非常干凈。用這種面料制成的雨衣,防水效果特別好,穿上它,人們再也不必擔心雨天出門會變得濕漉漉的了。用這種面料制成的戶外服飾,功能也很強大,穿上它可以隨心所欲地徒步涉水。如果把這樣的面料用于軍事裝備上,可能會發(fā)揮更大的功能。
仿生海洋電池,能源新思路
動植物給了人類靈感,微生物也不例外。在浩瀚的大海中,海洋生態(tài)系統(tǒng)是一個巨大的太陽能生物轉(zhuǎn)化系統(tǒng),它可以被視為一個由太陽能充電的巨大海洋電池—— 一種將光能轉(zhuǎn)化為電能的生物電化學系統(tǒng)。海洋生態(tài)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化起始于光合作用:位于透光層的光合微生物,即初級生產(chǎn)者吸收太陽能,將光子轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮?,用于固定二氧化碳并生產(chǎn)有機質(zhì)。這簡直就是一個龐大的海洋電池!
中國科學院微生物研究所根據(jù)海洋生態(tài)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)設(shè)計研發(fā)了仿生海洋電池。仿生海洋電池模擬“海洋電池”的基本物理結(jié)構(gòu)和生態(tài)結(jié)構(gòu),也就是利用微生物進行能量轉(zhuǎn)換,直接將光能轉(zhuǎn)化成電能。與“海洋電池”相比,仿生海洋電池的體積更小、更便捷,為人類高效開發(fā)生物太陽能電池提供了新思路。在全世界都在尋求新能源的今天,這種環(huán)保又高效的獲取能源的方式讓我們看到了更多的希望。也許有一天,這種仿生海洋電池可以替代傳統(tǒng)能源,造福千家萬戶。
人類憑借自己的智慧和不斷探索的決心與耐心,從動植物等生物身上學到的本領(lǐng)越來越多,也讓我們的世界更加美好。我們平時不妨多觀察身邊的動植物,也許有一天也可以從某種生物的優(yōu)勢中獲得靈感,并將其運用到人類的生產(chǎn)、生活中,下一個國之重器的創(chuàng)造者可能就是你!
(責任編輯:杜娟)