哪些动物给我们带来了高科技

来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/25 00:52:04
哪些动物给我们带来了高科技哪些动物给我们带来了高科技哪些动物给我们带来了高科技蝴蝶的防伪启示在一般人看来,蝴蝶翅膀与防伪纸币或防伪信用卡根本没有任何联系,可是日前发表在英国《自然》杂志上的关于一种生活

哪些动物给我们带来了高科技
哪些动物给我们带来了高科技

哪些动物给我们带来了高科技
蝴蝶的防伪启示
在一般人看来,蝴蝶翅膀与防伪纸币或防伪信用卡根本没有任何联系,可是日前发表在英国《自然》杂志上的关于一种生活在印尼的蝴蝶翅膀颜色形成问题的报告,却为我们怎样研制无法伪造的防伪纸币打开了一条思路.
英国埃克赛特大学的物理学家乌维西克和两名同事,在几年前开始研究一种名叫大凤蝶的蝴蝶翅膀,这种蝴蝶的翅膀颜色本来有黄有蓝,但在人们眼里却成为闪闪发光的绿色.他们用显微镜观察发现,蝴蝶的翅膀上竟然布满了下凹的小坑,这些小坑尺寸只有大约万分之四厘米,坑底是黄色,而坑的斜坡是蓝色的.乌维西克解释了大凤蝶的翅膀呈绿色的原因,当光线照射到坑底时,它被反射而呈黄色,而照射到小坑一个斜坡的光线也被反射,但此反射光线又入射到另一斜坡再被反射,此时,由于小坑太小,人眼无法将从坑底发射的黄色光与周围两次反射的蓝色光区分开来,从而感觉到的是绿色.
乌维西克等人目前正在研究如何仿照大凤蝶翅膀的结构,在纸币或信用卡上也布满小坑,这样无论制造伪钞者将假币印制得在外表上与真币多么相似,他们绝没有技术也在假币上布满分布和大小都与真币一样的小坑.只要用专门的光学设备一照,就会真假立现.
神奇的“生物钢”
生物钢指的是羊奶钢,也指牛奶钢.羊奶与牛奶,本来与钢铁风马牛不相及,但科学家却将它们巧妙地结合起来了.
1997年初,美国生物学家安妮·穆尔发现,在美国南部有一种称为“黑寡妇”的蜘蛛,它吐出的丝比现在所知道的任何蜘蛛丝的强度都高,而且这种蜘蛛可以吐出两种不同类型的丝织成蜘蛛网,第一种丝在拉断之前,可以延伸27%,它的强度竟达到其他蜘蛛丝的2倍;第二种丝在拉断之前很少延伸,却具有很高的防断裂强度,由这种蜘蛛丝织成的布,比制造防弹背心所用的纤维的强度还高得多.“黑寡妇”蜘蛛丝的优良性能,很快引起科学家兴趣,他们设想,要是有一种办法能生产像蜘蛛丝那样的高强度纤维该多好.
科学家想到让牛奶的蛋白基因中含有“黑寡妇”蜘蛛丝的蛋白基因,于是就先找山羊进行转基因的科学实验.让山羊与“黑寡妇”蜘蛛“联姻”,将蜘蛛蛋白基因,注入一只经过特殊培育的褐色山羊体内,在这只山羊产下的奶中,有大量柔滑的蛋白质纤维,提取这些纤维,就可以生产衣服.
实践表明,由转基因羊奶纤维织出的布,比防弹衣的强度还大十几倍.这种超强坚韧的物质,是阻挡枪弹射击的理想材料,也可以用来制造坦克、飞机与装甲车,以及作为军事建筑物的理想“防弹衣”.根据国外的资料报道,一只羊每月产下的奶提取的纤维,可以制成一件防弹背心.美国正在研究利用蜘蛛丝的专家称,利用这种纤维制成的2.5厘米粗的绳子,足以让一架准备着陆的战斗机完全停下来.
科学家给这种物质取名叫“生物钢”.羊奶与牛奶变成的“生物钢”,不仅有钢铁的强度,而且还可以生物降解,不会带来环境污染,可替代引起白色污染的高强度包装塑料和商业用渔网,以及用于医学方面的手术线或人造肌肤.科学家设想,如果让转基因的山羊大量繁殖,就会生产出大量的生物钢用于工农业生产与国防战略,考虑到山羊对植被的破坏性,对牛进行转基因实验的前途更为广阔,一头牛的产奶量比一只山羊的产奶量高得多.
学学蜜蜂的降落
澳大利亚国立大学的一个科学小组在对6只蜜蜂进行了100多次的观察后得出结论:人类应该向蜜蜂学习降落.研究人员发现,蜜蜂降落时的飞行速度和高度成完美的比例,这样就保证了它安全舒服地降落.
当我们高速向前运动时,我们会感觉到近距离物体比远处的物体向前移动得更快些.但蜜蜂似乎有一种本能使其下降过程中没有这种不适感,因此它在降落时能做到自动减速,最后将飞行速度降到零.蜜蜂这种完美的降落技巧使它成为降落的行家里手.在降落过程中它们并不关心自身的速度和高度,而零速度降落是最简捷和经济的降落方式.
科学家现在根据蜜蜂独特的降落方式,制造出由计算机控制的飞机导航降落装置,并开始进行模拟实验.这项实验的成果称为微型航空降落装置,应用于军事用途.只有几厘米宽的微型航空降落装置被安装在微型飞行器的机翼两侧.利用这种导航降落装置,士兵驾驶微型飞行器进入战场时,可以做到迅速地下降.此外,微型航空降落装置还可以为无人侦察飞机的着陆提供安全保障等.
昆虫触角与气体分析探测仪
说起来真能令人开眼界,像蚊子、苍蝇这些小昆虫都拥有自己的高科技装备——“触角”,否则它们怎能与人抗衡呢?
我们先看看蚊子吧!长在其头部不足2毫米长的两只又细又短的触角,竟能感受空气温度、湿度及人体呼出的二氧化碳浓度的变化,接受其导航,从而准确了解人体所处的位置,采取偷袭行动.苍蝇的触角比蚊子的触角还不显眼,可功能同样高超,一点点血腥或腐败变质的气味,都会吸引它们从500米以外的地方逐臭而来.据介绍,有种雄蛾的触角能在3千米以外嗅到雌蛾发出的性激素.有些昆虫的触角,能在1立方厘米空气中,觉察到一个不同物质的分子.其构造之小巧,灵敏度之高明,足以和人造的高科技产品相媲美!
在昆虫触角的启发下,仿生科学家制造出气体分析探测仪,并把它运用到航天、潜水等领域.最近,英国科学家又独辟蹊径,在一只活昆虫的两个小触角中,直接植入两小块电子芯片.在实验中,他们观察到,每当这只小昆虫触及到不同气味的物体时,触角内的芯片上立即显示出不同的生化反应.随着昆虫触角的这一奥秘被揭示,它的地位将大增.因为人类将可能直接利用昆虫的触角,为我们检测各类食品、蔬菜瓜果,及时发现腐败变质物品,从而使我们提前采取预防措施,实现节约开支,提高效益的目标.
“蝙蝠拐杖”
世界上有成千上万的盲人生活在黑暗中,出门时即使拿着拐杖也极不方便,他们很羡慕蝙蝠能在黑暗中自由地飞翔,而不会碰到任何障碍物.如今他们也可以像蝙蝠一样自由地行走了,因为英国科学家受到蝙蝠的启发,研制出了“蝙蝠拐杖”.
蝙蝠之所以能在黑夜中自由飞翔靠的不是眼睛,而是它自身发出的一种超声波.超声波碰到物体后反射回来,蝙蝠就能知道前面有物体,于是会很轻易地躲过障碍.英国利兹大学的研究人员从这个原理上得到了启发,研制出“蝙蝠拐杖”,这种拐杖能发出一种人耳听不见的声纳波,帮助使用者探测障碍物,拐杖的塑料柄上有4个接收器,哪个方向有障碍物哪边的接收器就会产生震动,使用者就知道障碍物的具体方位.障碍物远,震动就弱,如果离得很近,震动的速度就加快,拐杖使用者可以及时躲开.
英国有140万盲人,“蝙蝠拐杖”可以让他们对周围的环境形成一幅“脑中地图”,这样他们就可以走出家门,享受外面世界的精彩.“蝙蝠拐杖”正在英国、美国、加拿大以及德国等国家进行试用.
蝗虫的避免撞车功能
巴西生物工程研究院的科研人员发现,蝗虫在飞行时具有一种能躲避其它动物体的特殊功能,因为在蝗虫的大脑中,有一种起运动监控作用的神经细胞.科研人员将电子传感器安在这些特殊细胞上,然后让蝗虫反复观看汽车飞驰而来的镜头.结果显示,传感器的电流发生了变化,显示这些细胞曾发出信号,指示蝗虫做出躲避的反应.据介绍,科研人员正在根据蝗虫的这一特殊技能,着手研制开发车用行驶监视装置,以帮助减少公路上日益频繁的撞车事故.
特殊的粘胶剂
在材料科学家的眼里,大海中还有许多生物新材料.比如海参通常是柔软而富有弹性的,但是当它受到威胁时,它能够使自己的身体变硬,是什么因素使它发生这样的变化呢?
这是因为海参的体内有大量的凝胶,也就是蛋白质和脂肪.脂肪也属于凝胶的一种,它存在于各种动物体内,当然也包括我们人类.凝胶作为一种材料是极其常见的,但它具有其他材料不能提供的特性.比如一块凝胶在吸收了30倍于自身体积的水分后仍能保持硬挺,并且感觉干燥.
而且,使大自然内部连接在一起的不是缝针,不是铆钉,也不是焊接,而是凝胶.用凝胶连接不仅能提供良好的绝缘,更重要的是它可以更快更容易地使用,并能比机械连接承受更大的应力.
例如,草蛉用身体分泌的胶水将它的卵快速粘在一个安全的高度,它用的胶水在几秒钟之内就变硬,卵几乎还悬挂在空中.与人工的胶水相比,这种胶水不但没有有毒溶剂的挥发,而且绝对的环保.又如白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆,还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂,于是人们按照同样的原理制造了工作的武器——干胶炮弹.
海洋中的贻贝有一项更为惊人的胶粘专利.它自己合成的足丝,可以像锚一样将自己固定在岩石和沙子上,它是贻贝生命的保险带.这种胶粘剂极其的坚韧,而且在水中也可以硬化,对我们人类来说,它的作用不言而喻,于是科学家对它进行了研究.
科学家将贻贝用皮筋固定在玻璃箱的一面,但贻贝更愿意利用自己的天然锚,从他们脚上伸出它们自己合成的足丝.当贻贝形成足够的足丝时,若将它收集起来,这对贻贝来说损失并不严重,因为他在2小时之内就可以重新生产出足丝.
通过对贻贝足丝和胶粘点的分析,终于分离出贻贝的胶粘蛋白,并制造出一种新的粘胶剂.当科学家们将制作好的生物胶粘剂用在粘贴金属片时,却意外地发现了这种粘胶剂的另一特性:它像一层看不见的铠甲,保护着金属片不受侵蚀.利用这一特性,能使两块金属片完美地结合在一起.
看,动物的高科技是多么神奇!大自然提供的巧妙办法,一次又一次地令我们赞叹不已.虽然人类不断地学习大自然,但大自然绝不会交出它全部的秘密,每一种生物隐藏的秘密都是我们意想不到的财富.