动物与仿生学_.pptVIP

动物与仿生学 什么是仿生学？ 仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学，它是在上世纪中期才出现的一门新的边缘科学。仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于工程技术之中，发明性能优越的仪器、装置和机器，创造新技术。说简单点就是将其他动物或植物上的优点吸取并应用于科技上。 萤火虫——人工冷光 科学家研究发现，萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞，它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下，荧光素在细胞内水分的参与下，与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光，实质上是把化学能转变成光能的过程。 早在40年代，人们根据对萤火虫的研究，创造了日光灯，使人类的照明光源发生了很大变化。 螳螂臂——锯子 有一次鲁班进深山砍树木时，一不小心，手被一种野草的叶子划破了，他摘下叶片轻轻一摸，原来叶子两边长着锋利的齿，他的手就是被这些小齿划破的，他还看到在一棵野草上有条大蝗虫，两个大板牙上也排列着许多小齿，所以能很快地磨碎叶片。鲁班就从这两件事上得到了启发。他想，要是这样齿状的工具，不是也能很快地锯断树木了吗？于是，他经过多次试验，终于发明了锋利的锯子，大大提高了工效。 猪鼻子——防毒面具 第一次世界大战期间，在伊普雷战役（1915.4.22）中德军向英法联军阵地施放了氯气（一种毒气，今天自来水有时用氯气消毒），结果造成英法联军15000人中毒其中5000人死亡。清理战场时发现战场上的许多家禽家畜飞禽走兽都中毒死光了，唯独老猪活蹦乱跳安然无恙，这引起了英法联军统帅部的极大兴趣。他们派出最优秀的化学家深入实地考察。 为了揭开秘密，化学家们做了个实验：把猪牛羊等圈在一起，然后施放氯气，他们则在远处用望远镜观察。结果发现老猪比其他牲畜嗅觉更灵，他们更早地嗅到了毒气的异味，于是便拼命想逃窜，当逃不出时（圈住了）就开始用它们那强有力的大钢嘴（猪鼻子）拼命地拱地，把地拱松了后它们把大鼻子插进松软的泥土里。毒气散尽后，其他牲畜都中毒死亡了，老猪这时却悠闲地把大鼻子从泥土中拔出，“哼！哼！”几声用力把鼻孔中的大量泥土喷出。目睹这一奇迹，化学家们很快得出结论：是猪鼻孔中大量松软的泥土吸附了氯气，使它们免于中毒。于是他们设想人们若戴上有“长鼻式”过滤器的防毒面具，并在其中放上比泥土有更有效的活性炭做吸附剂，不就可以抵御毒气的侵袭吗？于是猪鼻状的防毒面具就应运而生了。 今天防毒面具已经成了士兵常备的军用品，消防队员们也常常需用防毒面具。 * * 萤火虫与冷光 萤火虫在夏日夜晚发出的光,和太阳光以及各种电灯光都不一样。太阳依靠核聚变来发光,电灯依靠电流对灯丝的加热,它们在发光时都伴随有热的产生。因此,人们称它们为热光源。萤火虫发出的光,是由体内一系列特殊的化学反应引起的。由于它能100%地将能量转换成光能, 不产生热量,人们就称它为冷光源。 萤火虫的特异功能是由它体内所含的荧光素、荧光酶和氧气相互作用的结果。荧光酶是一种蛋白质, 是发光的催化剂,在它的作用下,荧光素便和氧气发生化学反应,形成氧化荧光素。在这个化学反应中,每氧化一个荧光素分子就发射出一个光子, 因而反应所产生的能量全部以光的形式释放出来。 自然界能够发光的生物还有许多种。有一种甲壳动物, 在它们由干燥变成潮湿的时候,能发出辉光。第二次世界大战中,日本兵感到较强的灯光危险性太大,就在干燥的甲壳动物上吐一点儿唾沫,它发出的光足够阅读一张地图。生物发光的强度虽然不大,但却给人们研究新光源以重要启示。 2 长颈鹿与宇航员失重现象  长颈鹿之所以能将血液通过长长的颈输送到头部，是由于长颈鹿的血压很高。据测定，长颈鹿的血压比人的正常血压高出2倍。这样高的血压为什么不会使长颈鹿患脑溢血而死亡呢？这与长颈鹿身体的结构有关。首先，长颈鹿血管周围的肌肉非常发达，能压缩血管，控制血流量；同时长颈鹿腿部及全身的皮肤和筋膜绷得很紧，利于下肢的血液向上回流。科学家由此受到启示，在训练宇航员对，设置一种特殊器械，让宇航员利用这种器械每天锻炼几小时，以防止宇航员血管周围肌肉退化；在宇宙飞船升空时，科学家根据长颈鹿利用紧绷的皮肤可控制血管压力的原理，研制了飞行服——“抗荷服”。抗荷服上安有充气装置，随着飞船速度的增高，抗荷服可以充入一定量的气体，从而对血管产生一定的压力，使宇航员的血压保持正常。同时，宇航员腹部以下部位是套入抽去空气的密封装置中的，这样可以减小宇航员腿部的血压，利于身体上部的血液向下肢输送。 1 3 蝙蝠的回声定位与雷达 雷达是一种神奇的电学器具，它由电磁波往返时间，测得阻波物的距离。假如你问雷达是谁发明的？在芬克的雷达机械中说，“雷达的发明