护目镜是由什么动物发明的?

在自然界中,许多生物都可以发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类,而这些动物发出的光不会产生热量,所以也叫“冷光”。

在许多发光的动物中,萤火虫是其中之一。萤火虫大约有65,438+0,500种,它们发光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也不一样。萤火虫发出的光不仅发光效率高,而且一般比较柔和,适合人眼,光的强度也比较高。因此,生物光是人类理想的光。

科学家发现萤火虫的发光装置位于腹部。这种发光装置由三部分组成:发光层、透明层和反射层。发光层包含数千个发光细胞,两者都含有荧光素和荧光素酶。在荧光素酶的作用下,荧光素会在细胞内水的参与下发出荧光。萤火虫的发光本质上是化学能转化为光能的过程。

早在20世纪40年代,人们就在对萤火虫的研究基础上创造了荧光灯,极大地改变了人类的照明来源。近年来,科学家首先从萤火虫的发光体中分离出纯净的荧光素,然后分离出荧光素酶,再通过化学方法人工合成荧光素。由荧光素、荧光素酶、ATP(三磷酸腺苷)和水组成的生物光源,可以在充满爆炸性气体的矿井中作为手电筒使用。

现在,人们可以通过混合一些化学物质获得类似生物光的冷光,用于安全照明。

电鱼和伏特电池

自然界中有很多能发电的生物,仅鱼类就有500多种。人们把这些能放电的鱼称为“电鱼”。

各种电鱼的放电能力不同。最厉害的是鱼雷,鲶鱼,鳗鱼。中型鱼雷可以产生大约70伏的电压,而非洲鱼雷可以产生高达220伏的电压。非洲电鲶能产生350伏的电压;电鳗能产生500伏的电压。有一种南美电鳗能产生高达880伏的电压,被称为电击冠军。据说它能杀死像马这样的大动物。

电鱼放电的奥秘在哪里?通过对电鱼的解剖研究,最终发现电鱼体内有一个奇特的发电器官。这些发电机由许多半透明的圆盘状细胞组成,称为电板或电板。由于电鱼的种类不同,发生器的电板形状、位置、数量也不同。电鳗的发生器呈棱形,位于尾棘两侧的肌肉中。鱼雷的发电机看起来像一个扁肾,排列在身体中线两侧,共有200万个电板;电鲶的发生器起源于一个腺体,位于皮肤和肌肉之间,约有500万板。单个极板产生的电压很弱,但是因为极板多,产生的电压就很大。

电鱼的这一非凡技能引起了人们的极大兴趣。19世纪初,意大利物理学家伏特根据电鱼的发电器官设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电机设计的,所以被称为“人造电器官”。对电鱼的研究也给了人们这样的启示:如果电鱼的发电器官能够模仿成功,那么

水母迎风的耳朵

“燕子低飞来雨,蝉在雨中鸣,天放晴。”生物的行为与天气的变化有关。所有沿海渔民都知道,生活在沿海的鱼和水母成批地游向大海,这预示着一场风暴即将来临。

水母又称水母,是一种古老的腔肠动物。它早在5亿年前就漂浮在海洋中。这种低等动物有预知风暴的本能,每次风暴预警前,它都会游到海里避难。

仿生学给出15例子:

1.一个很奇怪的小型气体分析仪,是从讨厌的苍蝇身上成功复制的。它被安装在宇宙飞船的驾驶舱中,用来检测舱内气体的成分。

2.从萤火虫到人工发光;

3.电鱼和伏特电池;

4.水母迎风耳,模仿水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳朵风暴预报器,可以提前15小时预报风暴,对航海和渔业安全具有重要意义。

5.根据蛙眼的视觉原理,人们已经成功研制出一种电子蛙眼。这种电子蛙眼可以像真蛙眼一样准确识别特定形状的物体。在雷达系统中安装电子蛙眼后,雷达的抗干扰能力大大提高。这种雷达系统可以快速准确地识别特定形状的飞机、船只和导弹,特别是区分真假导弹,防止与真导弹混淆。

电子蛙眼也广泛应用于机场和交通要道。在机场,它可以监控飞机的起飞和降落,如果发现飞机即将相撞,就及时发出警报。在交通要道,它可以指挥车辆的行驶,防止车辆碰撞事故的发生。

6.根据蝙蝠超声波定位器的原理,人们还为盲人仿制了“探路者”。这个探路者装有超声波发射器,盲人可以用它找到电线杆、台阶和桥上的人。现在,类似功能的“超声波眼镜”也被制造出来了。

7.通过模拟蓝藻不完全的光合机构,将设计仿生光解装置,从而获得大量氢气。

8.根据对人体骨骼肌系统和生物电控制的研究,复制了一种人体力量增强器——步行机。

现代起重机的吊钩起源于许多动物的爪子。

10.波纹屋顶模仿动物的鳞片。

11.桨模仿鱼鳍。

12.锯学螳螂臂,或锯草。

13.苍耳受到启发,发明了velcro。

14.嗅觉灵敏的龙虾为人们提供了制作气味探测器的思路。

15.壁虎脚趾为制造可重复使用的胶带提供了令人鼓舞的前景。

16.贝氏蛋白生成的胶体非常牢固。这种胶体可以用于从外科缝合到船舶维修的所有领域。苍蝇气味探测器

蜻蜓-飞机

快速扫描系统

螳螂镰刀

鸡蛋-建筑

昆虫液压装置

蛇形红外线

鲸鱼潜水艇

蜘蛛人造纤维

乌龟装甲车

猫眼-夜视装置

野猪的鼻子-防毒面具

鹰眼导弹

蝶形温度控制系统

乌龟驮着一只乌龟——一只带旋转炮塔的坦克。

现代雷达——一种无线电定位和测距装置:科学家发现,蝙蝠不是依靠眼睛,而是依靠由嘴、喉咙和耳朵组成的回声定位系统。因为蝙蝠在飞行时会发出超声波,所以也能探测到障碍物反射的超声波。科学家设计了一种现代雷达——一种相应的无线电定位和测距装置。

科学家通过研究海豚微小的游泳阻力,发明了可以提高鱼雷速度的人造海豚皮。以及模仿袋鼠在沙漠中运动的无轮车(跳跃机)。

受企鹅的启发,前苏联科学院动物研究所的科学家设计了一种新型汽车——企鹅牌极地越野车。这辆车宽阔的底部直接贴在雪面上,用轮勺推进,行驶速度可达每小时50公里。

科学家通过模仿昆虫制造太空机器人。

澳大利亚国立大学的一个研究小组通过研究几种昆虫开发了一种小型导航和飞行控制装置。这种装置可以用来装备小型飞机进行火星探测。

受仿生学的启发,英国科学家正在开发一种新型潜艇,它可以通过摆动尾鳍以S形游泳。主要创新是使用了一种叫做“象鼻致动器”的装置。“象鼻”由一组薄而软的材料制成的软管组成,模仿肌肉活动,促进鳍的运动。这种新型潜艇可以用作水下扫雷潜艇,以对付那些只要有一点点噪音或干扰就会引爆的地雷。

讨厌的苍蝇看似与宏大的航天事业无关,但仿生学却将它们紧密联系在一起。

苍蝇是臭名昭著的“臭东西”,它们随处可见。苍蝇的嗅觉特别灵敏,能闻到几千米外的气味。但是苍蝇没有“鼻子”。它是靠什么来充当嗅觉的?原来苍蝇的鼻嗅感受器分布在头部的一对触角上。

每个“鼻子”只有一个与外界相通的“鼻孔”,里面含有数百个嗅觉神经细胞。如果气味进入“鼻孔”,这些神经会立即将气味刺激转化为神经电脉冲,并发送到大脑。大脑可以根据不同气味物质产生的不同神经电脉冲来区分不同气味的物质。因此,苍蝇的触角就像一个灵敏的气体分析仪。

受此启发,仿生学根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能,成功模仿出一种非常奇特的小型气体分析仪。这台仪器的“探针”不是金属,而是一只活生生的苍蝇。它是将一根非常细长的微电极插入苍蝇的嗅觉神经中,然后将引导的神经电信号经过电子电路放大后送至分析仪。分析仪一发现有气味物质的信号就能发出警报。这个仪器已经安装在飞船的驾驶舱里,用来检测舱内气体的成分。

这种小型气体分析仪还可以测量潜艇和矿井中的有害气体。利用这一原理,还可以用来改进计算机的输入装置和气相色谱分析仪的结构原理。

从萤火虫到人工发光

自从电灯发明以来,生活变得更加方便和丰富。而电灯只能将一小部分电能转化为可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线对人的眼睛是有害的。那么,有没有只发光不发热的光源呢?人类又把目光投向了大自然。