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        受到生物啟發(fā)的發(fā)明創(chuàng)造

        2024-10-30 00:00:00王淼
        閱讀(科學探秘) 2024年8期
        關(guān)鍵詞:側(cè)線破冰船小蝦

        蜂飛蝶舞,獸走魚游,花繁葉茂,蟲鳴鳥囀,自然界生機勃勃,氣象萬千。在征服大自然的艱苦戰(zhàn)斗中,人類逐漸地接觸生物、認識生物和改造生物。同時,人們也受到生物的啟發(fā),創(chuàng)造出一些新的儀器、設(shè)備與工具……

        在深海中棲息著一種令人不可思議的生物——“偕老同穴”(一種海綿生物)。這種生物看上去像是一個籠子,有一個直徑數(shù)厘米、長幾十厘米的“長圓筒”?!百衫贤ā笨蔀楦鞣N小動物,如蝦、蟹等提供安身之所。小蝦、小蟹會從縫隙鉆進“偕老同穴”內(nèi),由于各自生長速度和周期的差異,一段時間過后,進入“偕老同穴”內(nèi)的小蝦、小蟹自由進出受到了限制,最后往往只有兩只小蝦會留在“偕老同穴”內(nèi)。

        古人由此受到啟發(fā),用竹子編制了一種捕捉鱔魚的籠子。這種籠子的外表酷似“偕老同穴”,其使用方法是:將餌料放在里面,沉入水中。夜晚鱔魚出來覓食,看到餌料時,便會不顧一切地擠進籠子內(nèi),于是成了漁民的獵物。

        犀牛是體型巨大的哺乳動物。犀牛的角并不是頭骨的一部分,而是角質(zhì)化的皮膚。被激怒的犀牛可以將普通汽車頂翻。

        科學家在設(shè)計破冰船的時候受到犀牛的啟發(fā),對破冰船的形狀做了改進。比如北歐制造了一種半潛式破冰船,其頭部的“角”看起來很像犀牛的角。

        在洞穴中生活的魚類,由于長年處于黑暗之中,因此,眼睛逐步退化,最終變成“盲魚”。盲魚沒有眼睛,那么它靠什么來觀察周圍、尋覓食物呢?原來,它靠的是一種叫側(cè)線的感覺器官。

        側(cè)線管內(nèi)充滿黏液。當水流沖擊盲魚身體,水的壓力通過側(cè)線管上的小孔進入管內(nèi),引起黏液流動,從而把感覺細胞獲得的外來刺激通過感覺神經(jīng)纖維傳遞到神經(jīng)中樞。側(cè)線既是盲魚尋找餌料、發(fā)現(xiàn)敵害及同種個體間相互聯(lián)系的感覺器官,也是它們判別自己是否接近礁石、岸壁等各種障礙物的感覺器官。

        科學家發(fā)明了一種類似盲魚側(cè)線結(jié)構(gòu)的叫作“皮托管”的流速計,其原理是將彎曲的管子放在流體中。流體流入皮托管的開口端,產(chǎn)生動壓,通過與施加到側(cè)壁的靜壓相比較,就可知道流體的流速。

        人如果落入冬季的海水中,會因水溫低而被凍死。然而,海豚在冰冷的海水中生活卻不會被凍死。原來,它靠的是身體的特殊結(jié)構(gòu)。如果觀察一下海豚的尾部就會發(fā)現(xiàn),它的尾鰭的血管動脈被眾多的靜脈所包圍,動脈的溫熱血液溫暖了靜脈的冰冷血液。由于有這種特殊的雙重血管,海豚散發(fā)到體外的熱量很少。

        科學家因而研制了一種冬季家用取暖設(shè)備,其配管的結(jié)構(gòu)很像海豚的雙重結(jié)構(gòu)。其內(nèi)側(cè)的導管為熱風排氣通道,外側(cè)的導管為燃燒用空氣通道。導入的冷風被事先溫暖后,進入取暖設(shè)備內(nèi)部的燃燒室,因此不會使取暖設(shè)備冷卻。這樣,用于導入空氣的熱量可以減少,取暖設(shè)備的熱效率可以大大提高。

        有人發(fā)明了一種形狀酷似蜘蛛海星的拆卸工具。這種工具如同千斤頂,放在汽車下面,利用扳手的轉(zhuǎn)動,可以將大型載重汽車或公共汽車頂起,以便更換車輪。此外,有人還發(fā)明了一種用于從回轉(zhuǎn)軸上拔下“V”型皮帶輪和齒輪的拆卸器,用它可以拔出采用一般方法很難拔出來的零部件,甚至是生銹的零部件等。

        在鳥類家族中,有一種體型非常小,但本領(lǐng)特別大的鳥,它就是蜂鳥。蜂鳥像蜜蜂一樣專門到花叢中采蜜,有時為了采集花蜜,它可以像直升機那樣,在空中“懸?!保⑶铱梢陨舷伦笥乙苿右詫省澳繕恕?。蜂鳥為什么具有這些特殊的本領(lǐng)呢?原來,蜂鳥可以通過靈活的肩關(guān)節(jié)來不斷變換翅膀的飛行角度,通過控制翅膀的振幅以及頻率來達到懸停和向后飛的效果。其他鳥類雖然也擅長飛行,但是它們的關(guān)節(jié)靈活度不如蜂鳥,對翅膀的控制沒有蜂鳥如此的精準和多變。

        根據(jù)蜂鳥的這種飛行原理,科學家發(fā)明了一種用作小船推進器的櫓。這種櫓不論是向前推,還是向后拉,都可連續(xù)產(chǎn)生推力,使船向前方行駛。此外,這種櫓還可改變在水中的傾斜角,起到舵的作用。因此,只靠一根櫓,就可以在水中自由航行。

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