论文部分内容阅读
小虫有大智慧，跳蚤、蜘蛛以及一些昆虫或许能赋予工程技术新灵感—
01 蝴蝶的晶体色彩
许多蝴蝶的翅膀和一些鸟类的羽毛如孔雀，有着绚丽色彩。不过，这种色彩不是由于翅膀上的色素产生的，而是由其表面的微观晶体结构而形成的。光线被晶体分解成不同的色光，反射到观察者的眼睛里，这与我们能看到的彩虹的原理更为相似。
高通是美国一家无线电通信技术的上市公司，该公司仿效了蝴蝶翅膀的色彩原理并运用在名为Mirasol和Imod的显示器中。科技人员还从使蝴蝶翅膀闪闪发光的分层结构获取灵感，使显示器无须使用背光源却能“永远发光”。
因为这类显示器依靠的是环境光，而不需要人工照明，所以它的色彩在室外会更加鲜艳，而不像传统的屏幕那样在阳光下会逐渐褪色。由于屏幕本身不发光，所以耗电量可减少约90%。如果该技术应用在等离子电视上，比如一台等离子电视耗电约为400瓦，一台Mirasol 显示器耗能可能只有40瓦。这种技术现在已经被应用到手机和其他具有用户界面的设备上。
02 蜘蛛的反光网
据统计，全世界每年有上亿只鸟儿因撞击玻璃而死，大型写字楼及摩天大厦的玻璃幕墙尤其成了鸟儿的致命杀手。你有没有想过，鸟儿为什么不会撞到蜘蛛网呢？原来，蜘蛛网能反射紫外光，而鸟类与我们人类不同，是可以看到紫外光的动物。
蜘蛛肯定不想让自己扮演“蛇吞象”的角色。对于大自己许多倍的鸟儿，蜘蛛既然明白无法将其收入囊中，于是就选择了回避。蜘蛛通过创建一个在鸟儿眼中坚不可摧的网，避免了鸟儿对蛛网的破坏，省却了不断修复蛛网的时间和资源。蜘蛛的这种聪明策略被德国的一家名为Glaswerke Arnold的玻璃公司学到手了，该公司的科技员研发出了护鸟玻璃，并荣获了创新大奖。
嵌入在这种玻璃板中的是一种呈不规则分布的紫外反射线。虽然人眼几乎看不见这种反射线，但对于鸟类，这层线看起来却像一道难以逾越的障碍物。建筑物使用这种玻璃板后，鸟类撞击事件下降了75%以上。
03 沙漠甲虫的水源
在地球上最干燥的地方，昆虫找到了捕获并饮用晨雾水分的方法。生活在纳米比沙漠的拟步甲（一种甲虫）外壳上覆盖着微小的凸起，其高度仅有人头发丝粗细的两倍，而其外壳本身则被一种高度亲脂性（疏水）的蜡状物质所覆盖。
这种甲虫在清晨的空气中撅起它们的屁股，将雾气中的水分吸附到外壳的微小凸起上，积聚成水滴，然后水滴就顺着背落入甲虫嘴里。有位设计师基于拟步甲的这种策略发明了仿生装置，并因此而获奖。他用不锈钢模仿制作了与甲虫背部相似的穹顶来收集雾滴，并让水滴流入圆形的蓄水容器供使用。这种装置有可能为生活在纳米比沙漠的人们提供足够的每日用水。
04 跳蚤的跳跃关节
“蜜蜂的膝盖”，是上世纪20年代以来在英语国家被使用的俚语，用来指出类拔萃的事物。而澳大利亚政府下属的联邦科学与工业研究组织（CSIRO）发现，跳蚤的膝盖也同样十分完美。
CSIRO的科学家通过研究昆虫的节肢弹性蛋白而获取灵感，研制出了具有98%弹性的近乎完美的橡胶。许多昆虫，包括跳蚤的关节都是由这种蛋白质构成的。
科学家把节肢弹性蛋白看做一种弹簧，它能吸收能量或压力，而当压力去除时它能将储存的能量释放出来。节肢弹性蛋白的弹性比合成橡胶甚至天然橡胶都高出许多。
节肢弹性蛋白能让跳蚤储存足够的动能，一次跳跃的高度可达到其身长的100倍（相当于人类能够跳600英尺高）。它是迄今已知最有效的弹性蛋白，将其工业合成后将有广泛的用途，如提升心脏瓣膜的响应能力，制造弹力极强的跑鞋，等等。
（作者单位：上海科技馆）
01 蝴蝶的晶体色彩
许多蝴蝶的翅膀和一些鸟类的羽毛如孔雀，有着绚丽色彩。不过，这种色彩不是由于翅膀上的色素产生的，而是由其表面的微观晶体结构而形成的。光线被晶体分解成不同的色光，反射到观察者的眼睛里，这与我们能看到的彩虹的原理更为相似。
高通是美国一家无线电通信技术的上市公司，该公司仿效了蝴蝶翅膀的色彩原理并运用在名为Mirasol和Imod的显示器中。科技人员还从使蝴蝶翅膀闪闪发光的分层结构获取灵感，使显示器无须使用背光源却能“永远发光”。
因为这类显示器依靠的是环境光，而不需要人工照明，所以它的色彩在室外会更加鲜艳，而不像传统的屏幕那样在阳光下会逐渐褪色。由于屏幕本身不发光，所以耗电量可减少约90%。如果该技术应用在等离子电视上，比如一台等离子电视耗电约为400瓦，一台Mirasol 显示器耗能可能只有40瓦。这种技术现在已经被应用到手机和其他具有用户界面的设备上。
02 蜘蛛的反光网
据统计，全世界每年有上亿只鸟儿因撞击玻璃而死，大型写字楼及摩天大厦的玻璃幕墙尤其成了鸟儿的致命杀手。你有没有想过，鸟儿为什么不会撞到蜘蛛网呢？原来，蜘蛛网能反射紫外光，而鸟类与我们人类不同，是可以看到紫外光的动物。
蜘蛛肯定不想让自己扮演“蛇吞象”的角色。对于大自己许多倍的鸟儿，蜘蛛既然明白无法将其收入囊中，于是就选择了回避。蜘蛛通过创建一个在鸟儿眼中坚不可摧的网，避免了鸟儿对蛛网的破坏，省却了不断修复蛛网的时间和资源。蜘蛛的这种聪明策略被德国的一家名为Glaswerke Arnold的玻璃公司学到手了，该公司的科技员研发出了护鸟玻璃，并荣获了创新大奖。
嵌入在这种玻璃板中的是一种呈不规则分布的紫外反射线。虽然人眼几乎看不见这种反射线，但对于鸟类，这层线看起来却像一道难以逾越的障碍物。建筑物使用这种玻璃板后，鸟类撞击事件下降了75%以上。
03 沙漠甲虫的水源
在地球上最干燥的地方，昆虫找到了捕获并饮用晨雾水分的方法。生活在纳米比沙漠的拟步甲（一种甲虫）外壳上覆盖着微小的凸起，其高度仅有人头发丝粗细的两倍，而其外壳本身则被一种高度亲脂性（疏水）的蜡状物质所覆盖。
这种甲虫在清晨的空气中撅起它们的屁股，将雾气中的水分吸附到外壳的微小凸起上，积聚成水滴，然后水滴就顺着背落入甲虫嘴里。有位设计师基于拟步甲的这种策略发明了仿生装置，并因此而获奖。他用不锈钢模仿制作了与甲虫背部相似的穹顶来收集雾滴，并让水滴流入圆形的蓄水容器供使用。这种装置有可能为生活在纳米比沙漠的人们提供足够的每日用水。
04 跳蚤的跳跃关节
“蜜蜂的膝盖”，是上世纪20年代以来在英语国家被使用的俚语，用来指出类拔萃的事物。而澳大利亚政府下属的联邦科学与工业研究组织（CSIRO）发现，跳蚤的膝盖也同样十分完美。
CSIRO的科学家通过研究昆虫的节肢弹性蛋白而获取灵感，研制出了具有98%弹性的近乎完美的橡胶。许多昆虫，包括跳蚤的关节都是由这种蛋白质构成的。
科学家把节肢弹性蛋白看做一种弹簧，它能吸收能量或压力，而当压力去除时它能将储存的能量释放出来。节肢弹性蛋白的弹性比合成橡胶甚至天然橡胶都高出许多。
节肢弹性蛋白能让跳蚤储存足够的动能，一次跳跃的高度可达到其身长的100倍（相当于人类能够跳600英尺高）。它是迄今已知最有效的弹性蛋白，将其工业合成后将有广泛的用途，如提升心脏瓣膜的响应能力，制造弹力极强的跑鞋，等等。
（作者单位：上海科技馆）