动物的灵感有哪些?
让盲人看到光:在植入微小的仿生视网膜后,三名盲人患者不仅看到了闪烁或移动的光点,甚至成功地用眼睛区分了杯子和盘子。这是在美国视觉和眼科学会年会上宣布的最新进展。研究人员表示,他们开发的仿生视网膜片只有4乘5毫米,相当于人眼正常视网膜的三分之一左右。它由硅胶和铂金制成,上面有16个电极。植入后可以附着在天然视网膜上。其工作原理是用电信号刺激患者尚未完全丧失功能的视网膜细胞,通过视神经向大脑传递视觉信息,从而部分恢复视力。仿生视网膜主要用于治疗视网膜色素变性患者。但研究人员估计,这种改进的技术可能有利于未来出生失明的盲人。
合成蜘蛛丝:如果你曾经轻推过蜘蛛网,你会感觉到它在断裂之前有一个拖拽和拉伸的过程。正是通过这种拉伸过程,蜘蛛丝吸收了大量的能量,这使得蜘蛛丝成为世界上延展性最强的材料之一。多少年来,人们一直幻想着可以用蜘蛛丝做衣服,现在这个幻想正在慢慢变成现实。蜘蛛丝含有一种纤维蛋白,这种蛋白质类似于毛发和角中发现的角蛋白。这种蛋白质分泌出来后开始变得坚韧。通过仔细平衡水分含量,蜘蛛和蚕可以防止纤维蛋白固化过快。在不久的将来,人造蜘蛛丝将被用于制作衣服或超强绳索。
用于运动方向识别的神经元函数模拟器
自动目标报告机
平面复眼透镜
侧抑制微光电视
/c/sites/10045/12/简介03.html
参考资料:
来源:中国科学院香山科学大会
受访者:有一个6级助理2-18 13:50。
-
仿生学是一门迅速发展的新科学。仿生学是一门主要利用自然动物的特性和习性来研究其特性和应用的科学。生活在海洋中的动物是科学家研究仿生应用的重要动物之一。现在介绍几种海洋动物及其仿生应用。
金枪鱼金枪鱼是海洋鱼类中移动最快的动物之一。金枪鱼捕食时时速可达80公里左右。在麻省理工学院,科学家以金枪鱼为模型,制作了一条1.2米长的机器鱼,名为“查理”(Charlie),并在水槽中开始了测试。科学家将这一发现推向了技术的应用。
鱼的尾鳍可以用作推进动力和导向。考虑到这一特点,在计算机上对金枪鱼的外形进行了分析,研究结果为水面舰船提供了鳍推进方法。而且机器人鳍的动作也有所改进,可以在角落里自由游动。科学家们还研究了金枪鱼的皮肤,希望获得更好的流线型特征。
鲑鱼鲑鱼可以生活在快速流动的水中。虽然他们的运动系统和金枪鱼很像,但还是有区别的。三文鱼不仅能自如控制自己,还能以闪电般的速度起步,不动就能达到14 km/h的速度。他们为什么能这样做?除了摇尾巴的频率,通常鱼越大越长,游得越快。科学家发现,鲑鱼在加速时,每秒钟可以摇摆尾巴15次。所以它的仿生价值极高。
企鹅企鹅在陆地上看起来很笨拙,但在水中却极其灵活。为了找到一个理想的流线型模型,科学家们在企鹅的背上放了一个微型测量仪,记录了它每天的运动距离、深度和速度。为了拍照,科学家们还在南极安装了一条特殊的水道。通过进一步的实验发现,企鹅的运动与鱼类不同,它几乎只依靠鳍来推进自己,这说明企鹅的身体已经进化成了体积大、阻力小的优化模型。此外,它的身体在水中几乎不改变形状,这使得模型实验非常简单。
鲨鱼鲨鱼已经在海洋中生活了3.5亿年,可以达到每小时70多公里的高速。科学家在显微镜下检查深海鲨鱼的皮肤时,意外发现鲨鱼鳞片呈扇形,有小凹槽。然而,在传统观念中,表面越光滑,阻力越小。因此,科学家们从不同角度组装了数百个模型比例,以形成一个人工测试表面。测试结果表明,摩擦损失比光滑表面少10%,这一新发现立即找到了技术应用。这种仿生皮肤用于包裹空客飞机的外表面,使每架飞机的年油耗减少了350吨。如果每年在环游世界的飞机上安装这种皮肤,节省的燃料价值可达数十亿美元,造成温室效应的二氧化碳和氮氧化物也将大大减少。
少林拳大量动作的动物仿生,表明少林拳继承了中华始祖“《熊家餐馆》通鸟”的指导仿生传统和华佗模仿虎、鹿、熊、猿、鸟五种动物特长创造五禽戏的传统。少林拳中的自然仿生、生命仿生动作也强烈地体现了当地淳朴的文化氛围,透露出“物以自然”。
合成蜘蛛丝
蜘蛛已经成为科学家们关注的焦点,因为它们可以制造几种非常有用的东西,包括蜘蛛丝,这是世界上最坚固的材料之一。麻省理工学院化学工程教授保拉·哈蒙德说:“如果你曾经轻推过蜘蛛网,你会感觉到它在破裂之前有一个拖动和拉伸的过程。”“正是通过这种拉伸过程,蜘蛛丝吸收了大量能量,这使它成为世界上最有弹性的材料之一。”
多少年来,人们一直幻想着可以用蜘蛛丝做衣服,现在这个幻想正在慢慢变成现实。研究人员首先要了解蜘蛛是如何吐丝的,这也是合成蜘蛛丝的关键。蜘蛛丝含有一种纤维蛋白,这种蛋白质类似于毛发和角中发现的角蛋白。这种蛋白质分泌出来后,变得坚韧。科学家之前并不了解这个过程,所以不可能制造出和蜘蛛丝一样强度的纤维。但是美国塔夫茨大学的研究人员最近发现了蜘蛛和蚕产生这种纤维的秘密。令人惊讶的是,整个过程是由含水量控制的。通过仔细平衡水分含量,蜘蛛和蚕可以防止纤维蛋白固化过快。卡普兰博士已经能够在实验室模拟这一过程。在不久的将来,人造蜘蛛丝将被用于制作衣服或超强绳索。到那时,每个人手里都可以拿着蜘蛛丝做蜘蛛侠。
蜘蛛毒液可以用作杀虫剂。
科学家们还希望在蜘蛛的帮助下制造出一种理想的杀虫剂。一种能杀死害虫但对其他昆虫、人和动物无毒的杀虫剂。澳大利亚漏斗蜘蛛分泌的毒液由超过100种化合物组成,其中几种化合物被发现只能杀死某些昆虫。美国康涅狄格大学的科学家格伦·金(Glenn King)说:“这些化合物是从毒液中分离出来的,然后以一种特殊的方式将它们放入病毒中。这些病毒只对某些昆虫感兴趣,这样病毒就可以将化合物输送给害虫并杀死它们。”如果科学家能在实验室合成这些化合物,他们就能制造出对环境完全无害的杀虫剂。
蛇毒制成的洗涤剂
蛇的另一种毒液将帮助科学家制造更好的清洁剂。美国加州惠特克学院的日本化学家Devon Ibamoto和他的学生从佛罗里达水蛇的毒液中提取了一种酶,可以去除衣服上的血迹。人们已经用细菌制造的酶来生产洗涤剂,但用动物酶来生产洗涤剂还是一个新事物。这种蛇衍生的酶可以打破干血和衣物纤维之间的粘附。这个研究还在实验阶段,至今没有公司听说过在洗洁精中添加蛇毒酶。
贻贝为粘合剂提供了新的思路。
其他动物也可以为人类发明新产品提供很好的材料。例如,贻贝可以紧紧地附着在岩石或水泥桩上。如果你仔细看,你可以看到几十根细小的纤维从贻贝中伸出来。贻贝有一个叫“足”的器官,可以将每一根纤维丝附着在固定物体的表面。美国普渡大学的研究人员发现,贻贝粘附物质的形成需要铁,而这种金属元素以前从未在生物粘附剂中发现过。大多数生物粘合剂是基于蛋白质的。当加入铁时,这种类似凝胶的物质变得坚硬。看来铁是必须的,因为其他能被植物和动物细胞处理的金属无法产生这种“硬”过程。这一发现可以帮助科学家生产更好的粘合剂、不锈钢材料和防污涂料。
羊奶产生蜘蛛丝
当然,在实验室制造产品与在工厂大规模生产有很大不同。比如一个工厂生产蛇酵素洗涤剂,必须先获取毒液。但是抓蛇,人工饲养或者采集毒液都不容易。因此,科学家们正在实验室培养能够产生蛇毒的细胞。蜘蛛丝可能走合成路线,因为蜘蛛不能像蚕一样养。如果把两只蜘蛛放在一个笼子里,一只蜘蛛总会吃掉另一只。哈蒙德的研究小组开始用聚氨酯合成纤维,现在他们可以生产出既柔软又有张力的纤维。他们正在研究使用超细颗粒来增强纤维的过程。其他研究人员应用了现代生物技术。
加拿大魁北克一家生物技术公司的研究人员将生产蜘蛛丝的基因转移到新西兰山羊体内。这些山羊每升奶可产蜘蛛丝2-15g。这家公司在美国纽约的Fort prats和魁北克的Saint Telesphore都有养殖基地,希望每年生产5吨蜘蛛丝。
仿生形态是功能形态的一种形态。仿生形态既具有一般形态的组织结构和功能要素,又不同于一般形态。它来自设计师对生物形态和结构的模拟应用,是从大自然中获得灵感的结果。人类生活在大自然中,与周围的生物是“邻居”。这些生物自古以来就吸引着人们去想象和模仿,制作简单的生产工具,建造家园。比如春秋战国时期,鲁班就“实现”了从锯齿状的草叶中锯出的原理。有些昆虫的脚的形状像一把钳子,用来抓猎物,在今天的生活和生产工具中也被广泛使用。?
仿生形态的仿真创造历史悠久,但作为一门独立的学科,却发生在20世纪60年代以后。美国空军军官Maj. J. e. Steele在1958发起仿生学。仿生学研究如何制造具有生物特征的人工系统。模仿是仿生学的基础。枫树的果实旋转而下,借着它翅膀状的轮廓飞向远方。受此启发,出现了陀螺飞翼玩具,也就是目前螺旋桨的雏形。现代飞机的仿生原型来自天上的鸟。?
1?鸟的翅膀功能:升力和驱动力。飞机机翼的作用:升力和驱动力需要发动机装置。?
2.鸟类中空的骨骼结构减轻了身体的重量,适合在空中飞行。为了减轻飞机机身重量,采用铝合金、ABS工程塑料等轻质材料。?
3、鸟的自由流畅的外观可以减少阻力,流线型的飞机模仿鸟的冲刺形状。?
仿生形态设计是人们在长期向自然学习和积累经验的过程中,对其功能和形态进行选择和改进而创造出来的更加优秀和多样化的形态。因此,人类创造的信息来源都是来自大自然的仿生模拟创造。尤其是在当今的信息时代,人们对产品设计的要求与过去有所不同。他们只注重功能的优秀,却追求清新简约,注重返璞归真,探索个性的自律。倡导仿生设计,让设计回归自然状态,赋予设计形式以生命的象征,是人类精神需求的* * *知识。?
一、仿生形态是设计创新的源泉?
德国著名设计大师卢吉·科拉尼曾说过:“设计的基础应该来自于自然中诞生的生命所呈现的真理。”这句话揭示了大自然的秘密,其中蕴含着无尽的设计宝藏。仿生形态创造和设计的条件是拥有正确的认识事物和把握本质规律的方式方法,锤炼自我创新思维能力。二是有扎实的生活基础,从自然和人类社会的原始条件中寻找设计灵感,包括仿生设计思维的训练。人们的传统思维往往局限于现有的方法和制度,思维的触角伸不到,触及不到事物的本源。“万有引力定律”的灵感并不是诞生在实验室并得出结论的经典理论,而是牛顿从苹果掉落在苹果树下并与太阳系和地球运动相联系的事实中得到灵感,从而诞生了这项发明。?
科学研究表明,很多人类不具备的感官特征,在生物界的很多动物身上都存在。比如水母可以感受冰声波,准确预测风暴;蝙蝠能感觉到超声波;鹰眼能从三千米高空敏锐地察觉地面上活动的小动物;蛙眼能快速判断目标的位置、方向和速度,并能选择最佳的攻击姿势和时间。大自然的奥秘是无穷无尽的。我们每发现一个生物之谜,都有可能成为我们设计的新可能,也有可能带给我们新的生活方式。从这个意义上说,仿生形态的挖掘是我们创新设计取之不尽的智慧源泉。?
二、仿生形态——设计问题的方程式?
现实中,很多优秀的技术成果需要转化为产品,设计师往往苦于找不到一个好的造型用好的发明成果来实现,这往往成为一个难题。如果把需求看成是提出问题,那么仿生思维就是在自然界中寻找解决问题的方程。比如超音速飞机飞行时,由于速度快,机翼会发生颤振,阻碍运动,甚至会导致机翼断裂,飞机被摧毁。这个问题一度让设计师绞尽脑汁,最后在机翼前缘放置了加重装置,有效解决了这个问题。后来人们从动物学上得知,小蜻蜓翅膀前缘上方有一个深色的角蛋白增厚区——翼痣。翼痣是蜻蜓的颤振消除器。蜻蜓的快速飞行是通过翼痣调节翅膀的振动来实现的。?
自然界万物的空间形态、结构和特征,都是生命本能地适应生长和进化环境的结果。在仿生形态的学习和研究中,从以下几个方面探索解决产品设计问题的途径。
一、建立生物功能形态学模型,研究仿生形态学的功能,从生物原型中寻找相应的物理原理,通过对生物体的感知,形成对生物体的感性认识。本文从功能出发,研究生物体的结构和形态,以感性认识为基础,去除无关因素,建立生物模型。对原型进行定性分析,用模型模拟生物结构原理。?
其次,从生物结构出发,研究了仿生造型、比例和功能。运用模型的方法,对生物体进行定量分析,掌握生物体的结构尺度,从具象的形态和结构上探索其特殊功能和运动协调的特点。?
第三,仿生形态直接模仿生物的局部优良功能。比如模仿海豚皮制作的鱼雷外壳,减少了前进阻力,舰船采用鱼尾推进器可以在低速时获得更大的推力。但在仿生形态的研究和应用中,很少模仿细节,而是通过对生命系统结构和工作原理的研究,总结出仿生形态的科学规律。?
三、仿生形态——生态设计新概念?
仿生形态包含了非常鲜明的生态设计理念,因为“在几乎所有的设计中,大自然都给予了人类最强大的信息”(科克尼语)。仿生形态无疑是探索现代生态设计的一面新旗帜。?
现代社会文明的主体是由人和机器(产品形态)构成的。人类发明机器的目的是让机器代替人类的体力,解放受强体力劳动压迫的人类。但是,机器在多大程度上替代了人类的劳动,智能工具的出现使得人类的个体竞争面临着与机器的绞杀。这些都是人类自身缺乏心理准备。在这种文明造成的生态失衡状况下,人类开始反思,试图寻找新的出路。“搭建人与自然、机器的对话平台”,* * *哲学强烈呼吁建立人与机器、生态自然和人工自然两种文化结构,重塑科技价值和人类地位。脱离机器工业化中人工形式符号的视觉泛滥,转而从自然的原始状态发展设计形式,是当代生态设计的一种策略和新理念。?
第一,仿生形态的宜人性可以让人更接近机器形态。自然界中生物的进化,物种的繁衍,都是在千变万化的生存环境中有逻辑、有规律的调整和适应。这是因为生物体具备了生长和变异的条件,可以随时抛弃旧的功能,适应新的功能。人造形态和空间环境的固定功能模式抑制了人与自然类似的自我调节和适应关系。因此,设计应根据人的自然属性和社会属性,在生态设计的灵活性和适应性上最大限度地满足个体需求。?
第二,仿生形态蕴含着生命的活力。生物有机体的形态结构为了保护自己,抵御变异,形成了一种力量扩张感,使人感受到一种自我意识的生命和活力,唤起我们潜在的珍爱生命的意识。在这种美好和谐的氛围中,人与自然融合、亲近,消除了对立者的心理焦虑,使人感到快乐和满足。?
第三,仿生形态的奇异性丰富了造型设计的形式语言。自然界中众多的有机生命(动物和植物)丰富的物理结构、多维变化、巧妙的色彩装饰和图形组织,以及它们的生活方式、肢体语言、声音特征和平衡能力,为我们提供了人工形态设计新的设计方法和造美法则。生物体与人交流的感性特征会给我们新的启示。
地面机械工作时,土壤对其触土部件的粘附严重降低了生产效率,已成为亟待解决的重大技术难题。一些生物,尤其是土壤动物,经过上亿年的进化和优化,具有优异的减粘和解吸附功能。深入研究土壤动物的生理规律和减粘解吸机理,将解决地面机械工作部件的土壤粘附问题。本项目在这方面开展了深入系统的研究工作,取得了以下成果:
1,蜣螂在实验室成功培养30多天,系统揭示了它的许多形态特征。
2.建立了土壤粘附的模型结构,利用谱分析、分形分析和遗传算法对土壤粘附问题进行了研究。
3.设计开发的仿生非光滑犁壁可降低耕作阻力15%-18%,节油5.6%-12.6%。以ZG25Mn2和ZG75Mn13钢为基础,制备了两种仿生梯度耐磨表面。所研制的聚合物基复合材料在一定范围内(一般不超过10%)加入增强材料后,抗磨粒磨损性能明显提高,其脱附减阻性能较传统触地材料(钢)有较大提高。
4.设计开发的仿生非光滑表面推土机,对于含水量为28.3%的黑粘土,比光滑铲减阻13.1%-32.9%。
5.根据仿生电渗原理,仿生电渗煤斗有效地解决了粘煤和堵煤的问题。仿生柔性解吸技术应用于运煤车上,有效防止了煤的粘附和冻结。
随着生产的需要和科技的发展,20世纪50年代以来,人们认识到生物系统是开辟新技术的主要途径之一,并有意识地把生物界作为各种技术思想、设计原理和发明的源泉。人们利用化学、物理、数学和技术模型对生物系统进行深入研究,推动了生物学的大发展,使生物体内的功能机制研究取得了快速进展。此时,模拟出来的生物不再是令人着迷的幻想,而是可以做到的事实。生物学家和工程师积极合作,开始利用从生物学中获得的知识来改进旧的或创造新的工程设备。生物开始步入各行各业技术创新和革命的行列,首先在自动控制、航空、航海等军事部门取得成功。因此,生物学和工程技术学科相互结合、相互渗透,诞生了一门新的科学——仿生学。
仿生学作为一门独立学科,于1960年9月正式诞生。第一届仿生学大会由美国空军航空管理局在俄亥俄州代顿空军基地举行。会议讨论的中心议题是“从生物系统分析中获得的概念能否应用于人工信息处理系统的设计?”斯蒂尔为这门新兴科学命名为“仿生学”,希腊语意思代表研究生命系统功能的科学。1963,中国将“仿生学”翻译为“仿生学”。斯蒂尔将仿生学定义为“模仿生物系统原理构建技术系统,或使人工技术系统具有或类似生物特征的科学”。简而言之,仿生学是模仿生物的科学。确切地说,仿生学是一门研究生物系统各种优良特性的综合性科学,如结构、特性、功能、能量转换、信息控制等。,并将其应用于技术系统,改进现有的技术工程设备,并创建新的技术系统,如工艺流程、建筑配置和自动化设备。从生物学角度看,仿生学属于“应用生物学”的一个分支;仿生学从工程技术的角度出发,以对生物系统的研究为基础,为设计和建造新的技术装备提供了新的原理、新的方法和新途径。仿生学的光荣使命是为人类提供最可靠、最灵活、最高效、最经济的接近生物系统的技术体系,造福人类。
蜘蛛是自然界中最常见的节肢动物之一。世界上有超过35,000种蜘蛛,包括幽灵蜘蛛、圆形蜘蛛、草蜘蛛、狼蛛和花蜘蛛...从天堂到地下,从陆地到海洋,它随处可见。大多数蜘蛛会织网。蜘蛛网不仅精巧复杂,而且功能齐全,装备精良,陷阱百出。有通讯线,报警线,旅游路线,餐厅,婚房,育婴房等等,就像一个神奇的迷宫。蜘蛛和人类关系密切。生活在田间的蜘蛛是农作物的忠实“捍卫者”:跳蛛在地面巡逻;圆蛛和巢蛛在植物的叶子上结网;水狼蛛挡住了水。无论是天上飞的,地上跑的,水上游跑的昆虫,如稻飞虱、叶蝉、螟虫、蚜虫、螟虫、米虫、苍蝇、蚊子等。,都逃不出许多蜘蛛布下的重围。研究蜘蛛行为的奥秘对人类生活、仿生学和高科技都有着重要的现实意义。
蜘蛛捕食和太空航行之谜
蜘蛛织网后,捕捉昆虫“守株待兔”。这种被动捕获效率还是挺高的,科学家很不解。后来,耶鲁大学的生物学家偶然发现了这个秘密。
在研究某些种类蜘蛛的进化时,他们发现蜘蛛网对紫外线的反射非常强烈。这就是蜘蛛抓昆虫的奥秘吗?他们把同一只蜘蛛织的两张网放在不同的地方。一个网被紫外线照射,另一个网被可见光照射而没有紫外线。结果发现一群故意放在室内的果蝇居然飞到了第一张网。科学家得出结论,果蝇误以为自己飞上了蓝天,是因为第一张网反射了足够的紫外线。
更有趣的是,蜘蛛还会随着自身的进化调整蜘蛛网的光学特性。进化水平低的品种习惯在黑暗中结网,其网具有强烈反射紫外线的特性。进化程度更高的蜘蛛,有的从黑暗的地方搬到了更明亮的地方。这样,蜘蛛的捕猎就出现了问题。如果还是像过去一样让网反射大量的紫外线,会让昆虫觉得前面是一些障碍物而不是蓝天,昆虫识破蜘蛛的意图就不会被困住。然而道高一尺魔高一丈。对于高度进化的蜘蛛来说,它们实际上可以形成不会反射大量紫外线的网。这种网大部分不反射紫外线,更亮的地方已经存在的紫外线让昆虫误以为还是蓝天。奇妙的是,随着昆虫种类的不同,蜘蛛在结新网时会调整这些节点的数量和分布。
蜘蛛网的结构也有玄机在里面,很多人都见过昆虫在蜘蛛网上拼命挣扎。经过这样的折腾,蜘蛛网依然没有断裂,说明它具有很高的强度和柔韧性,而这些特性从何而来也是一个谜。
牛津大学的研究人员发现,蜘蛛网是由两种不同类型的丝线缠绕在一起构成的。首先,网片是一根干燥的线性线,是网片的主干和支撑。最多只能拉伸20%,然后就断了。另一种粘粘的螺旋状丝线缠绕在线状丝线旁边,专门用来抓昆虫。可以拉伸到原来的4倍,夏天恢复原状后也不会下垂。在高倍电子显微镜下,我们可以看到螺旋状的丝线上覆盖着一层胶状的液滴。这种液体80%是水,其余是脂肪、氨基酸和糖的混合物。每个液滴中都含有一根丝线,当被捕获的昆虫挣扎着拉长丝线时,液滴中的丝线会膨胀,增加丝线的长度。当抓钩不再挣扎时,丝球会自动复原。
牛津大学的物理学家唐纳德·埃德蒙兹(Donald edmonds)、生物学家弗里茨·福拉德(Fritz Folard)和伦敦Owen Arup Partners的结构工程师罗兰·林(Loran Lin)最近用计算机模型进一步分析了蜘蛛网,揭示了蜘蛛网的结构之谜。
埃德蒙兹说:“如果蜘蛛网不能耗散昆虫飞入网内的运动能量,昆虫要么会砸碎网;或者像蹦床一样被弹出网外。使用这个计算机模型后,我们意外地发现,空气动力阻尼对捕捉这些昆虫的影响很大,整个网在空中上下浮动,运动能量被耗散。"
为了通过计算机模型来证实他们的发现,三人小组在实验室重现了模拟实验。他们使用小口径枪支将泡沫塑料颗粒射入真实的蜘蛛网,并测量效果。在这个实验的尺度上,他们发现蜘蛛网周围的空气似乎有很强的“粘性”,就像在水中拉绳子的感觉。
他们还测量了蜘蛛网独特几何形状的平衡压力和张力,发现力分布在整个网表面。他们认为,这种织网的科学原理对于用许多绳子建造类似帐篷的结构具有指导意义和实用性。
不久前,英国利物浦大学的生物化学家从生活在南美洲亚马逊河河岸的一种毒蜘蛛中提取了它们的毒液。这种毒药的奇特之处在于,它并不杀死猎物(昆虫、鸟类和啮齿类动物),只是让中毒的动物长时间沉睡,让它们长时间有活的食物储备。
现在,利物浦大学的生物化学家根据这种南美毒蜘蛛的毒液成分合成了一种无害的催眠物质。他们打算将这种成分用在宇航员身上,让宇航员在未来漫长而躁动不安的星际航行中休眠,从而延长寿命,从而完成目前仅靠人类生命无法完成的超远距离航天任务。
蜘蛛丝和多功能化学纤维
蜘蛛腹部后端有六个喷丝头,与体表三对纺突相通,突起上有1000多个细孔。当织网时,喷射出主要由纤维蛋白组成的粘液。当它遇到空气时会变成一根坚韧的线。然后蜘蛛用第四对全足外侧的梳毛和末端的爪突进行卷、梳、拉、编,纺成丝用于结网。200克粘液可以被拉成一根导线,其长度可以绕地球赤道一圈;1000多根细丝组合成一股,其直径只有人发的1/10。蜘蛛丝对人类有很大的用处。古希腊人用蜘蛛丝缠绕伤口止血。中国医书上记载,蜘蛛丝用于治疗金疮、出血、毒疮。人们还用蜘蛛丝制作结实而柔软的手套、帽子、包、袜子等。,精致耐用。蜘蛛丝细至千分之五毫米,被人类用作叉丝,帮助瞄准精密光学仪器的镜片。受蜘蛛纺锤形过程的启发,仿生学科学家制造了现代人造纤维的喷丝头。
根据化学分析,细密坚韧的蜘蛛丝是由蛋白质的氨基酸组成比例决定的。根据这种丝的成分和比例,英国的工匠们正在利用基因工程技术生产蜘蛛丝,从而人工生产出与天然蜘蛛丝一样高性能的防弹轻质蜘蛛丝材料。
美国研究人员也对自然界最细的化学纤维感兴趣。他们感兴趣的是蜘蛛丝独特的延展性和牢固性,丝的结构和功能,以及一只蜘蛛可以分泌出六种不同用途的丝(织网丝、上吊用丝、育婴室用丝、婚房用丝、通讯报警用丝、道路用丝)。