历经三十五亿年的深入“研发”,大自然“发明”出了各式各样应对不利条件的巧妙解决方案,譬如通过粘性来抵抗引力,或利用糖分从长达一个世纪的脱水环境中幸存下来。有时候,生命系统甚至直接赋予人类科学家和工程师们以灵感,启发他们研发出了各种新技术。
1. 牛蒡种子与维可牢
维可牢的扫描电镜图片展现了它与牛蒡钩刺的相似性。图片来源:Science Photo Library1941年,瑞士电气工程师乔治·德·梅斯特拉尔(George de Mestral)从阿尔卑斯山打猎归来后,发现自己的衣服以及猎犬的皮毛上都粘上了牛蒡毛刺。这种粘附在路过的生物身上的机制,是牛蒡远距离散播种子的方式。
梅斯特拉尔将毛刺放在显微镜下进行观察,发现正是一些简单的钩子结构,让毛刺粘附在自己的袜子和猎犬皮毛上。这赋予了他灵感。梅斯特拉尔用各种材料的钩子和圆环进行了无数次试验,十年之后,终于获得了一种新织物搭扣的专利,这种织物搭扣就是我们现在所知的维可牢(编注:即日常生活中最常见的尼龙搭扣)。
牛蒡利用微小的钩型结构提高了种子的散播范围,这种结构在维可牢上也能看得到。图片来源:wiki。2. 壁虎足与攀爬技术
斑绒壁虎的足部结构激发了一系列技术方案的问世,这些方案解决了垂直面的吸附难题。图片来源:Henry Cook/Getty Images壁虎抗地心引力的抓握秘诀在于脚趾上成排的微小刚毛。这些刚毛可以依靠粘性的范德华力依附在任何表面,范德华力只在微观尺度上发挥作用。
这种吸附方式的优势在于可逆地强力抓握,而且不需要使用任何粘合剂。近年来,工程师们已经成功地使用硅胶模拟出类似的刚毛结构,从而推动了各式各样壁虎皮肤模拟技术的出现。
在这些技术中,有一项小发明颇为值得一提,它让人类可以在陡峭的玻璃墙壁上攀爬,也可以使机器人推动自身重量数百倍的物体,或者让机械手在太空中从事修复工作。
在这幅展现美国宇航局技术的艺术家幻想图中,受壁虎启发而发明的LEMUR机器人正紧贴在空间站的外壁上。图片来源:美国宇航局/ JPL-CALTECH一种被称之为LEMUR的未来机器人就带有类似于壁虎足部的结构,它可以检查和维修国际空间站上的设施。
3. 鲸鳍与涡轮叶片
座头鲸鳍上的隆起结构赋予了其异乎寻常的敏捷性,它用在风力涡轮机上也能产生类似的效果。图片来源:Getty Images在波士顿的一家礼品店中,生物学家弗兰克·费什(Frank Fish)注意到一尊座头鲸雕塑的鳍周围有隆起,他以为是艺术家犯的一个错误。这些隆起不是出现在鳍的后沿,而是顺着前沿延伸。不过事实证明,这位艺术家的观察是正确的。这排疣状脊线可以产生帮助鳍在水中划动的微小漩涡,同时也解释了座头鲸在水中令人惊奇的敏捷性。
在研究了这种“结节效应”之后,费什发现为涡轮叶片增加成排的隆起结构会降低拖曳和噪音,并提高其效率。鲸不仅启发了涡轮叶片新构型的设计,生产这种涡轮叶片的位于加拿大的企业也因此命名为鲸能公司(Whalepower Corporation)。
风力涡轮叶片上呈锯齿状的边缘,这种结构的创意源自座头鲸。图片来源:Whalepower Corporation4. 鲨鱼皮与减阻涂层
丹尼斯·康纳(Dennis Conner)的美洲杯帆船星条旗号参加了2002年的奥克兰挑战赛。船体上的“鲨鱼皮”涂层使其占尽了优势。图片来源:Nick Wilson/Getty Images【免责声明】本文仅代表作者个人观点,与IT09数码网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。您若对该稿件内容有任何疑问或质疑,请联系本网将迅速给您回应并做处理。