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国外媒体盘点仿生学带来的6大技术突破

据外媒报道,仿生学是一门有趣的学科。科学家利用自然界原理去解决人类面临的问题。过去几十年,仿生学已带来了许多突破性应用,例如新的医学技术、太空探索的新方法、可再生能源的突破,以及更强大、更环保的建筑材料。

国外媒体近期盘点了仿生学技术近年来的6大突破:

1.从向日葵到太阳能

麻省理工学院的科学家正在开发清洁能源技术,包括效率更高的太阳能发电场。通过模拟向日葵朝向太阳的机制,重新排列集中式太阳能发电场(CSP)的阳光反射装置,研究人员得出了一种占地面积小20%的排列方法。早在古希腊时代,人们就发现,向日葵朝向太阳有着“黄金角度”,即137度。利用这项新技术,太阳能发电场能输出更多清洁能源。

2.灵感来自恐龙的风机叶片

从灭绝已久的恐龙那里获得灵感,开发可再生能源技术,这听起来有点奇怪。但情况确实如此。西门子的科学家正在探索,从已变为化石的恐龙那里,找到新方法去提升风力发电机叶片的效率。研究人员开发了符合空气动力学原理的DinoTails,模仿剑龙的背部。剑龙背部的锯齿状结构能减少气流扰动。这一原型产品于2012年推出,能将效率提升1.5%。以清洁能源行业的标准来看,这是巨大的提升。

3.具备结构优势的小虾

许多深海生物都有着令人难以置信的能力,以承受恶劣的栖息环境。彩虹色的螳螂虾体长只有4英寸(约合10厘米),有着类似拳头的结构,能承受相当于5万倍子弹冲击的力度,以抵御各种捕食者。研究人员也开始关注,这种结构能否被用于轻量级、更强大的装甲和车辆框架结构。研究结果表明,这种螳螂虾外壳由3块特殊区域构成,形成了复杂的框架,强度要高于许多工程陶瓷。由于这种材料很轻,因此可能的应用是无穷的。

4.人工制造的树叶

这种人工树叶与真实植物有着同样的功能:利用水和光产生氧气。朱利安·梅尔乔利(Julian Melchiorri)利用丝纤维和自然的叶绿素制造了这种树叶。树叶能吸收太阳光能量,完成光合作用。这是一种耐久性更好的人工氧气发生器,可用于空气净化,并成为太空中的氧气来源。

5.用于爬墙的壁虎吸盘

许多孩子都曾幻想过能获得类似蜘蛛和蜥蜴的爬墙能力,但实际上人类并没有这样的技能。不过,斯坦福大学研究人员模仿壁虎开发了一种粘性吸盘,从而帮助人类获得这样的能力。每个吸盘中包括24个聚合物结构的粘性快,可以附着于任何垂直的玻璃表面,并支撑普通人的体重。这项发明有许多严肃应用。在发明的不久之后,美国宇航局(NASA)就开始研究在飞船中利用这种工具,清理太空垃圾的可能性。

6.软体动物外壳带来了强度更高的玻璃

玻璃破碎总是很麻烦,而且也带来了危险。因此,许多研究者都尝试开发强度更高的材料。蒙特利尔麦吉尔大学的研究人员2014年取得了一项突破,他们开发的材料据称强度达到普通玻璃的200倍。这样的强度来自于模拟软体动物外壳的结构。为了模拟软体动物外壳,科学家在玻璃中人为设置了细小的裂纹,在其中注入聚合物。这样的材料非常不易损坏。

文  腾讯科技

 

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