央視網消息:你知道蜻蜓翅膀的原理,改善了飛機飛行時産生的劇烈抖動嗎?你知道挖掘機的懸臂,是根據鶴的形態倣生發明的嗎?你知道潛水艇的原理是來自魚鰾嗎?上週日(7月30日)黃金檔央視綜合頻道播出的《加油!向未來》第二季,節目組以怪力魔術貼實驗為例,形象生動地説明了倣生學在人類生活中的妙用。
魔術貼吊起汽車引發全場尖叫,小小蒼耳卻是其中原理
一輛重達2.5噸的商用車,六組魔術貼可以將其吊起嗎?這個看似不可思議的實驗,出現在大型科普節目《加油!向未來》第二季第三期的現場。眾所週知,魔術貼的妙處在於,相貼在一起産生自然粘力,用手一拉又會自然分離。這樣快速粘貼分離的功能,使得魔術貼被廣泛應用於包包、衣服、飾品上。
正是得益于如此強大的貼合功能,六組魔術貼才能將一輛商用車高高吊起,瞬間引發了現場觀眾的尖叫。在節目現場,科學助手鄧楚涵也通過顯微鏡解釋了魔術貼有如此神力的原因。原來,魔術貼的兩面由鉤面和毛面組成。鉤面側分佈著一排排細鉤,而毛面這一側則是一團團簇擁在一起的毛。當成百上千個鉤貼著相同的數量的毛時,它們所産生的力量承受住了來自汽車的巨大拉力。
而更加趣味的是,魔術貼的發明則是一個無心之舉。瑞士工程師喬治-德-麥斯打獵回家後,無意間發現自己的衣服上粘了一些蒼耳。他用顯微鏡觀察蒼耳後發現,蒼耳長有一種勾狀結構,可以粘附到織物上。而織物的表面正是毛面,於是他就想到用勾子去固定毛面。由此,喬治-德-麥斯發明了魔術貼。實際上,喬治-德-麥斯向大自然學習、發明創造,這就是倣生學的典型案例。
防毒面具源於野豬鼻子,倣生學其實很好玩
在漫長的人類發展史中,人類從未停止過向大自然學習。在第一次世界大戰期間,德方為扭轉不利的戰局,向英法軍隊集結的陣地上施放了180噸氯氣,使得5000名士兵當場中毒,8人死亡。而事後,科學家在對毒氣大戰的地段進行考察取證研究時,發現陣地上大量動植物死亡,唯獨一群野豬安然無恙地活下來。
經過研究和實驗,科學家發現野豬習慣用嘴拱地。在德方施放毒氣時,野豬將鼻子埋在土地裏。鬆軟的土壤顆粒吸附、過濾了毒氣,使它們倖免于難。而根據泥土能濾毒的原理,科學家選中了既能吸附有毒物質,又能使空氣暢通的木炭。至此,世界上首批倣照野豬嘴形狀的防毒面具就問世了。
誰能想到防毒面具的發明居然是源於一群堅強的野豬呢?而有趣的倣生學發明,自然不止于防毒面具。無論是街邊小販還是吃瓜群眾,每每收到百元大鈔,都要在陽光下仔細辨認防偽標誌,以防收到假幣。可是你知道嗎?紙幣防偽技術正是源於蝴蝶翅膀的顏色。
科學家通過研究大鳳蝶發現其翅膀顏色本來是黃色和藍色,但在一般人眼中,它卻是綠色。原來在顯微鏡下,蝴蝶翅膀上有很多很小下凹的小坑,小坑底呈黃色,而坑的斜坡上是藍色。當陽光照射在蝴蝶翅膀上的時候,由於發生光的折射作用,人眼看到的蝴蝶便是綠色。根據這個現象,人們在紙幣或信用卡上也設置了許多小坑。無論假幣有多麼逼真,都難逃光學設備的“法眼”。
強大功能的魔術貼源於自然界中平凡的蒼耳,防毒面具的發明也與生命力頑強的野豬分不開關係,就連人民幣的防偽技術也是源於蝴蝶翅膀的顏色,這或許就是倣生學的魅力。宇宙無窮,需要人類不斷地向自然進行學習與探索。科學無邊,也需要我們永葆好奇心,去發現去提問去思考。加油!向未來,科學一起猜!每週日晚央視綜合頻道黃金檔,《加油!向未來》第二季與你不見不散,一起猜猜科學那些事兒。