仿生
从大自然中汲取灵感来解决人类问题是“仿生”或“仿生学”背后的想法。随着时间的流逝,进化导致了一些令人难以置信的发展,从植物的光合机制到人眼。科学家从大自然的书中脱下叶子,开发了试图模仿生活中某些独特创新的技术。
光滑的鲨鱼皮
鲨鱼是深处的隐秘掠食者,可能有一两个东西来教美国海军。鲨鱼皮包含类似于微小牙齿的时尚鳞片,由一种称为牙本质的坚韧材料制成。研究表明,鳞片在水中产生微小的涡流,以减少阻力。鲨鱼的皮肤还可以防止藤壶和其他生物兴起,这就是一种叫做生物粉结的东西(那些粘性生物每年至少要花5000万美元,一位海军科学家估计。)鳞片不断变化,限制了海洋hitchhikers可以附着的表面积。
德国的研究人员开发了一种由弹性硅树脂制成的合成鲨鱼皮,在测试中将生物结垢降低了67%。美国海军已经资助了开发类似的小动物涂料的工作。
肉蠕虫
一个新固定皮肤移植的技术- 用于治疗伤口或烧伤的移植物 - 从所有物体的寄生虫蠕虫中采用其设计。刺头蠕虫pomphorhynchus laevis用剃须刀脊柱刺穿其宿主的肠道,然后将其在组织内部的仙人掌状头部充气。
同样,皮肤移植物粘合剂由一块小针头组成,它们的尖端在暴露于水时膨胀,将移植物保持在适当的位置。研究人员说,该材料的强度是手术主食的三倍。
魔术贴的发明
如今,魔术贴无处不在,从宇航员西装到儿童鞋子上都可以找到。粘性材料实际上是受到方式的启发植物毛刺粘在狗的头发上。 1941年,瑞士工程师乔治·德·梅斯塔尔(George de Mestral)看着显微镜下的毛刺,并注意到它们包含数百个微小的钩子,这些钩子可能会抓住头发或衣服的循环。他基于此制定了一种材料,并将其称为Velcro,从法语单词“ velours”(意为天鹅绒)和“钩针编织”中,意为钩子。
蝴蝶翅膀的光泽
研究人员正在发展电子阅读器的颜色显示正在从不太可能的来源中汲取灵感:蝴蝶翅膀。高通公司MEMS技术创建了第一个完整的,视频友好的电子阅读器原型,基于蝴蝶翅膀在明亮的光线下闪闪发光的方式。该显示器称为Mirasol,通过反射光,而不是像LCD监视器那样从屏幕后面传输光线。新型的屏幕类型可以在明亮的阳光下阅读,并且电池寿命更长。
口渴的甲虫
小纳米布沙漠甲虫有一种巧妙的方式,可以在其干燥的栖息地中生存:它通过将雾凝结成背部山脊上的水滴来收集水。
马萨诸塞州理工学院的研究人员开发了一种用玻璃和塑料制成的坎y材料,可以模仿甲虫的背部。科学家说,该材料可用于收集水或其他液体,制作“芯片上的实验室”或制造冷却装置。美国军事官员认为,该材料甚至对于清理有毒溢出物可能很有用。
壁虎的抓地力
壁虎可以沿着墙壁和天花板行走,因为它们的脚含有密集的投影,每毛都比人的头发稀薄,结束于簇簇的小纤维,称为Spatulae。正在开发一种新的粘合剂模仿壁虎脚坚持并从表面释放。粘合剂由数百万塑料纤维组成,可以支撑几乎一磅的重量,并且使用材料会变得更强大。可能的应用包括攀岩设备和医疗设备。
强壮为蜘蛛丝
甚至外面的蜘蛛侠漫画书,蜘蛛丝已知是大自然最强的材料之一 - 比钢重五倍。丝绸既有弹力又轻巧。它必须在某些地方粘稠才能捕捉猎物,而在其他地方则不粘,以便蜘蛛可以在它上面划掉。
科学家创造了一种模仿此特性的医学产品:一种柔性胶带,可以从伤口上剥落而不会损害下面的组织。粘性材料对于将管子或传感器连接到新生儿和老年人的皮肤上可能很有用。传统的医用胶带是通过将粘性物质涂在薄的背部材料上来制作的。为了制作丝绸风格的胶带,研究人员首先将基于硅的膜应用于衬板,并使用激光将网格图案蚀刻到硅上。网格使材料的某些部分粘稠,其他部分不粘,就像蜘蛛网一样。