來自“動物世界”的發(fā)明靈感

竇光宇

科學家的許多研究和發(fā)明成果，往往來自動物的啟示。無論是昆蟲還是巨獸，都可以為人類發(fā)明激發(fā)靈感、引領思路。

“獨角仙”帶來啟示

獨角仙又稱雙叉犀金龜，是一種體大而威武的昆蟲。不包括頭上的犄角，獨角仙體長可達35～60毫米，體寬18～38毫米，呈長橢圓形，脊面十分隆拱，體色為栗褐到深棕褐色，外殼堅硬無比。

獨角仙雖然個頭很小，卻能夠搬動自己體重850倍的物體。此外，它還有變色特性，隨著外界空氣變潮濕，其外殼的顏色由綠色變成黑色。科學家對于它的外殼變色功能頗感興趣。比利時的一項最新研究揭示了獨角仙奇特的外殼變色特性，并利用這一特性設計出能夠有效探測濕度變化的新型“智能材料”。利用對獨角仙的這項生物形態(tài)學研究，能夠幫助科學家采用電子成像掃描技術對微型結構建立三維圖像，用于食品加工行業(yè)監(jiān)控濕氣指數(shù)。

科學家還研究了獨角仙成蟲前翅的結構，得到了甲蟲前翅及其小柱結構的簡易模型，設計開發(fā)出輕量型仿生復合材料。觀察結果表明：獨角仙前翅為具有以小柱為中空層的夾芯層狀三合板結構，這種結構為一種輕量型的復合材料板材；小柱中的纖維通過大于90度彎曲與上層及下層中的纖維相連接，這種結構對層狀纖維強化的復合材料可以極有效地提高層間的抗剝離性能。

小白鼠和“人造血液”

1966年的一天，美國醫(yī)學家克拉克在實驗室里聚精會神地做研究，身旁桌子上放著一種特殊的氟碳化合物液體。不知道從哪里跑出一只實驗用的小白鼠，一下子掉進盛有氟碳化合物的容器里。小白鼠渾身上下濕淋淋的，在溶液里頑強地掙扎著，克拉克博士將它撈了出來。小白鼠得救后，在克拉克面前從容地抖了抖毛，一溜煙跑掉了?？死讼?，小白鼠在氟碳化合物溶液里，不僅沒有被淹死，反而精力更加旺盛?？死碎_始對氟碳化合物進行研究。他發(fā)現(xiàn)這種溶液具有相當強的含氧能力，以至超過血液的兩倍。后來，另外一位科學家將氟碳化合物溶液代替血液，輸進小白鼠身體內，小白鼠仍然活了一段時間才死去。

在這些成果的基礎上，日本等國的科學家又進行了更加深入的研究，終于研制出類似血液的人造血，并且用于救治病人和傷員。人造血不受血型限制，可用于各種血型的人，輸血后不會發(fā)生嚴重的溶血反應，特別是在搶救情況下，可以不查血型、不做交叉配血試驗就可以馬上使用，對大規(guī)模的現(xiàn)場急救，更是簡便、快速。人造血容易保存，不會發(fā)生交叉感染，不會有細菌或病毒的混入。因此，人造血液大有用武之地。

“壁虎膠帶”神通廣大

壁虎是“最能爬墻的動物”。它能夠自如攀墻，倒掛懸梁，能攀附在各式各樣的材料上面。甚至在水里、真空環(huán)境及太空中都能行走自如，所經之處不留任何痕跡。壁虎的腳上“功夫”真可稱得上是“自然的杰作”。幾千年來，不少人試圖揭開壁虎爬墻的奧秘。

近年來，美、英、俄等國的研究人員，經過努力探索，相繼揭示了壁虎在墻上爬行的秘密。科學家在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)，壁虎腳趾上約有650萬根細毛，每根細毛直徑約為0.2至0.5微米，約是人類毛發(fā)的直徑的十分之一。細毛的長度為4～10微米，大約是人類毛發(fā)直徑的2倍左右。毛發(fā)前端有100～1000個類似樹狀的微細分枝，每分枝前端有細小的肉趾，能和接觸的物體表面產生吸附作用力。這個力雖然很小，但是，當壁虎腳上所有的細毛都與固體表面充分接觸時，它們所產生的粘著力就會超過許多人工黏合劑能夠產生的力量。據(jù)測定，壁虎腳上650萬根細毛拿部附著在物體表面時，可以吸附133千克的物體，相當于兩個成人的體重。

壁虎的奇特性能給人類極大的啟示?？茖W家研制的壁虎膠帶，使人們可以在墻上如履平地，自由行走。測試結果表明，這種人造膠帶所具有的黏性足以支撐一個成人的體重。壁虎膠帶利用細毛黏性原理進行工作，可以重復利用，而不像其他膠帶那樣用一次就失效。壁虎膠帶可以應用在航天、航海、水下探測、醫(yī)學等重要領域。