竇光宇

科學(xué)家的許多研究和發(fā)明成果，往往來(lái)自動(dòng)物的啟示。無(wú)論是昆蟲(chóng)還是巨獸，都可以為人類(lèi)發(fā)明激發(fā)靈感、引領(lǐng)思路。

“獨(dú)角仙”帶來(lái)啟示

獨(dú)角仙又稱(chēng)雙叉犀金龜，是一種體大而威武的昆蟲(chóng)。不包括頭上的犄角，獨(dú)角仙體長(zhǎng)可達(dá)35～60毫米，體寬18～38毫米，呈長(zhǎng)橢圓形，脊面十分隆拱，體色為栗褐到深棕褐色，外殼堅(jiān)硬無(wú)比。

獨(dú)角仙雖然個(gè)頭很小，卻能夠搬動(dòng)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?？茖W(xué)家對(duì)于它的外殼變色功能頗感興趣。比利時(shí)的一項(xiàng)最新研究揭示了獨(dú)角仙奇特的外殼變色特性，并利用這一特性設(shè)計(jì)出能夠有效探測(cè)濕度變化的新型“智能材料”。利用對(duì)獨(dú)角仙的這項(xiàng)生物形態(tài)學(xué)研究，能夠幫助科學(xué)家采用電子成像掃描技術(shù)對(duì)微型結(jié)構(gòu)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(xué)家還研究了獨(dú)角仙成蟲(chóng)前翅的結(jié)構(gòu)，得到了甲蟲(chóng)前翅及其小柱結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)易模型，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出輕量型仿生復(fù)合材料。觀察結(jié)果表明：獨(dú)角仙前翅為具有以小柱為中空層的夾芯層狀三合板結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)為一種輕量型的復(fù)合材料板材；小柱中的纖維通過(guò)大于90度彎曲與上層及下層中的纖維相連接，這種結(jié)構(gòu)對(duì)層狀纖維強(qiáng)化的復(fù)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(guó)醫(yī)學(xué)家克拉克在實(shí)驗(yàn)室里聚精會(huì)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(shí)驗(yàn)用的小白鼠，一下子掉進(jìn)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(qiáng)地掙扎著，克拉克博士將它撈了出來(lái)。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。克拉克想，小白鼠在氟碳化合物溶液里，不僅沒(méi)有被淹死，反而精力更加旺盛?？死碎_(kāi)始對(duì)氟碳化合物進(jìn)行研究。他發(fā)現(xiàn)這種溶液具有相當(dāng)強(qiáng)的含氧能力，以至超過(guò)血液的兩倍。后來(lái)，另外一位科學(xué)家將氟碳化合物溶液代替血液，輸進(jìn)小白鼠身體內(nèi)，小白鼠仍然活了一段時(shí)間才死去。

在這些成果的基礎(chǔ)上，日本等國(guó)的科學(xué)家又進(jìn)行了更加深入的研究，終于研制出類(lèi)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(huì)發(fā)生嚴(yán)重的溶血反應(yīng)，特別是在搶救情況下，可以不查血型、不做交叉配血試驗(yàn)就可以馬上使用，對(duì)大規(guī)模的現(xiàn)場(chǎng)急救，更是簡(jiǎn)便、快速。人造血容易保存，不會(huì)發(fā)生交叉感染，不會(huì)有細(xì)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(dòng)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(jīng)之處不留任何痕跡。壁虎的腳上“功夫”真可稱(chēng)得上是“自然的杰作”。幾千年來(lái)，不少人試圖揭開(kāi)壁虎爬墻的奧秘。

近年來(lái)，美、英、俄等國(guó)的研究人員，經(jīng)過(guò)努力探索，相繼揭示了壁虎在墻上爬行的秘密。科學(xué)家在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)，壁虎腳趾上約有650萬(wàn)根細(xì)毛，每根細(xì)毛直徑約為0.2至0.5微米，約是人類(lèi)毛發(fā)的直徑的十分之一。細(xì)毛的長(zhǎng)度為4～10微米，大約是人類(lèi)毛發(fā)直徑的2倍左右。毛發(fā)前端有100～1000個(gè)類(lèi)似樹(shù)狀的微細(xì)分枝，每分枝前端有細(xì)小的肉趾，能和接觸的物體表面產(chǎn)生吸附作用力。這個(gè)力雖然很小，但是，當(dāng)壁虎腳上所有的細(xì)毛都與固體表面充分接觸時(shí)，它們所產(chǎn)生的粘著力就會(huì)超過(guò)許多人工黏合劑能夠產(chǎn)生的力量。據(jù)測(cè)定，壁虎腳上650萬(wàn)根細(xì)毛拿部附著在物體表面時(shí)，可以吸附133千克的物體，相當(dāng)于兩個(gè)成人的體重。

壁虎的奇特性能給人類(lèi)極大的啟示?？茖W(xué)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(cè)試結(jié)果表明，這種人造膠帶所具有的黏性足以支撐一個(gè)成人的體重。壁虎膠帶利用細(xì)毛黏性原理進(jìn)行工作，可以重復(fù)利用，而不像其他膠帶那樣用一次就失效。壁虎膠帶可以應(yīng)用在航天、航海、水下探測(cè)、醫(yī)學(xué)等重要領(lǐng)域。