A. 蚊子發明了什麼
二戰中「蚊式」轟炸機立下了傳奇戰功,至今仍被人津津樂道。仿生學模板雙翅目昆蟲蚊子,以靈活多變的空中飛行方式,一直備受科學家關注。大連理工大學教授吳承偉團隊最近發現,蚊子不僅是傑出的「空中戰斗機」,還是全能的「水面直升機」。
蚊子腿能產生較其自身二十幾倍大的浮力,而號稱「浮水王」的水黽,單腿產生靜態浮力也僅有自身體重的15倍。如果以6條蚊腿進行粗略計算,蚊子在水面上產生的最大靜態浮力是其體重的百倍之多。吳承偉在接受《科學時報》記者采訪時表示,研究人員利用與蚊子腿相同直徑的柔軟細鋼絲製成「鋼絲腿」,雖長度、形狀及結構毫無二致,但其水面最大承載力只有蚊子腿的1/7。這一研究成果日前發表在《科學通報》上。
整個實驗過程看上去頗為簡單,但在這個微小的動物身上實施起來卻並不十分容易。研究人員將單根蚊子腿與細鋼針巧妙地膠連後,固定到與實驗機相連的鋼絲上,控制蚊腿勻速壓向靜止水面。在蚊腿與水面接觸時,利用電子顯微鏡觀察蚊腿微觀結構,對其成分進行分析, 並用儀器測量蚊腿表面接觸角,同時記錄其在水面上的最大承載重量。
在實驗過程中,研究人員還發現了一個有趣的現象:蚊子腿表面的部分生理特徵與蝴蝶翅膀類似。
面對炎炎夏日嗡嗡而來的蚊子,備受煩擾的人們實在無法將其與翩然起舞的蝴蝶相提並論。蝴蝶雙翅絢麗多彩,翅表的鱗片具有一定疏水作用,能抵禦部分雨水的侵襲。「蚊子腿表面與蝴蝶翅膀表面的主要成分極為相似,均由蛋白質、脂類和幾丁質構成。它們雖具備一定疏水性能,但顯然不足以令蚊子在水面上安全起飛、降落和自由行走。」吳承偉介紹說。
於是另一個問題接踵而來,蚊腿強大的疏水性能到底源於何處?
通過掃描電子顯微鏡,研究人員觀察發現,蚊腿表面覆蓋有十微米級、規則排列的鱗片,而鱗片表層又分布有微米級的縱向加筋結構,並且在這些縱向加筋結構中,又分布有納米級的橫向加筋結構。蚊子正是利用這種特殊的結構,將空氣有效地吸附於鱗片和鱗片上的「納米筋」內,最終在其表面形成一層穩定的氣膜,抵禦了水滴的浸潤。
這項關於蚊子腿表面微納結構的研究,除了讓人們對這位每逢天熱如約而至的「朋友」有更多了解外,還具有重要的仿生學意義。
「可能將來我們佩戴的領帶也會和蚊子腿扯上關系。」吳承偉說。由於該結構的強疏水性,如果將蚊腿「納米筋」結構應用到納米布料中,水將不再會沾濕布料。相反,水珠在布料上滾落還能將灰塵輕而易舉地帶走,達到表面自清潔目的。
俄羅斯研究人員正在進行潛艇表面塗層的納米材料開發,或許,未來潛艇的表層會借鑒蚊腿表面的超疏水性「納米筋」結構。當由這種結構構成的表面接觸到水,水分子會集合成無數的環形結構,像球狀軸承那樣滾動,將摩擦力減到最小。
蚊腿表面的超微結構也許還會讓我們看到新概念小型飛機的出現。基於其穩定的降落結構,及其在水上由疏水作用產生的巨大浮力,我們有理由相信,未來將仿生開發出小型水上直升機,那將大大豐富直升機在偵察、科研等方面的應用。
蚊子腿不再微不足道,對它們的研究將為許多領域的應用提供基礎。「或許未來我們還能看到水陸空三棲的偵探機器蚊子。」吳承偉介紹。
B. 從水黽身上得到啟示,想發明什麼.作文450字
我在瓶子里養了兩只水黽,我非常喜歡它們。看著它們,一連串的問號浮上我的腦海:「它們的眼睛鼻子在哪裡?它們是怎麼劃水的?它們前面的兩只腳有什麼用?……為了揭開水黽的神秘面紗,我決定仔細觀察。為了找到它們哪裡是眼睛鼻子,我做了一個實驗:把一片白菜葉子放到瓶子裡面,背對著白菜葉子的水黽會朝後轉過身去,但它不停地揮動觸角朝白菜葉子走幾步,就會往回走。看來,水黽不喜歡吃白菜葉子,而且它的觸角有眼睛鼻子的功能。現在,該觀察它是怎麼劃水的了。我仔細回憶捉它時的情景,再把它抓在手上用我的所有裝備――兩個放大鏡疊起來觀察,現在看清楚了,原來,它的腳底是平的,還有無數根毛,它的身體很光滑,很便於滑水,滑的時候四隻腳向後,身體貼著水,這樣滑起來就很快。水黽有六條腿,4條細而長,兩條粗而短。我發現它們的4條長腿是用來劃水的,它劃水的時候,前面的兩條腿就會收起來。而前面的兩條腿呢,卻是爬高用的。爬高的時候,那4條長腿只是微微地動一下,撐住身體。大家都以為水黽是和魚一樣在水裡生活的吧,不對,雖然大家都看見水黽在臭水上跳來跳去,卻不在水裡生活,很奇怪吧!因為水黽只是在水面滑行,它們的身體很輕,而且也可以浮在水面上。一旦水黽被水淋濕,它們就會慢慢地往下沉,沉下去後過一會兒就會被淹死。 --------這讓我想到了一種職業——捕魚人。以捕魚為生的漁夫常常出海捕魚。但是要知道,捕魚時一個很危險的職業,萬一翻了船,那可是人命關天的事,被其他漁夫發現並救上來的機會是寥寥無幾,而堅持游回岸的可能更是少之又少,如果能發明出一種能浮在水上的鞋子,那該多好啊!這種鞋子和水黽蟲一樣,能分泌出一種油脂,浮在水面上。它有三個按鈕:紅色的按鈕可以使它變成水上行走鞋,黃色的按鈕可以加速,綠色的按鈕可以讓它變成普通的鞋子。這樣一來,漁夫去捕魚,即使船翻了,漁夫也可以「走」回岸上了,既安全又省力。
C. 水黽外號"水上飛",老師在水裡加了一滴洗潔精,水黽就差點淹死,為什麼
在生活中,你有沒有一些小發現呢?我就有,是關於在水上行走的小蟲子——水黽的發現哦。
剛開始,我只是偶然看見了它。但後來,它越來越引起我的注意,我發現了它。
在那一個下午,我在公園玩,在池塘邊,我看見了它,它在水面輕盈地滑過來、滑過去,彷彿在表演滑冰一般。我並不知道它的名字,但我發現了它、注意了它。
回家後,我在網上查找到了。它叫水黽,六隻細長的腳上會分泌出油脂,油脂一碰到水,就會產生水面張力,把水黽托起來。要行走時,用腳上的小鉤轉出一個個小漩渦,把油脂和水黽一起向前方推去。
如果仿照水黽,又會出現一種東西:「水上行走鞋」。「水上行走鞋」也可以利用小吸盤轉出漩渦來行走,利用油脂浮在水面上。
水面張力真的那麼厲害嗎?我這就證明給你看!那次,我順便捉了一隻水黽,在想證明是水面張力的作用時,我冥思苦想,終於想 出一個辦法:利用洗潔精溶解油脂,看看水黽會怎麼樣。於是,我拿出洗潔精,在水黽腳下滴了幾滴,果然,水黽立刻半沉不浮,成了「落湯蟲」。
我在水黽身上有了小發現,說不定能造出大發明呢!
D. 馬鈞發明的龍骨水車構造是怎麼樣的
龍骨水車又叫翻車、踏車或水車。其構造是這樣的:用木板作一個長約6.6米、寬約1.32~2.31米、高約0.33米的木槽,在木槽的一端安裝一個比較大的帶齒輪軸,軸的兩端安裝可以踏動的踏板。在木槽的另一端安裝一個比較小的齒輪軸。在兩個齒輪軸之間安裝上木鏈條(即所謂龍骨),木鏈條上栓上串板。這樣,在灌溉農田的時候,就把木槽的安有小齒輪軸的一端放入池塘或河中,人只要踏動大齒輪軸上的踏板,就可以使串板在槽里運動,刮水而上,實現了將水從低處提升到高處的目的,並且可以「更出更入」,循環不息,能連續不斷地提水。龍骨水車比原來的提水工具效率提高近百倍。特別是由於它的結構輕便靈巧,婦女兒童都能踏轉,所以很受歡迎,並迅速得到推廣應用。這是當時世界上最先進的提水工具。
E. 發明龍骨水車的馬鈞是哪個朝代的
馬鈞,字德衡,我國三國時代的魏國扶風(今陝西武功縣、興平縣一帶)人,生卒年代不詳。他出身於一個貧苦的家庭里,祖籍世代務農。馬鈞從小就口吃,因而一生都不善言談。他雖動口不好,但卻善於動腦、動手,尤其喜歡讀書。每當看到一本好書,他往往愛不釋手。
F. 人們用荷葉不沾水的原理發明了什麼
人們用荷葉不沾水的原理發明了什麼
荷葉從不沾水,是它的表面微觀結構所致——荷葉在放大一萬倍以上的電子顯微鏡下看起來依然是毛茸茸的,稻葉和水黽的腿也有此特性。
當液滴遇見粗糙的固體表面時,在顯微鏡下看來,實際上是一部分液滴與固體表面的突起部分接觸,另一部分液滴則與固體表面結構的縫隙和孔洞中儲存的空氣接觸。按照目前普遍認可的凱西-巴克斯特模型,在某種固體表面上,液體與空氣接觸面積越大,則這種表面的疏水性越強。換言之,疏水性表面相當於吸附了一層薄薄的空氣膜,所以材料的浮力變大、在水中的阻力變小、耐臟,甚至界面電阻也會變得很大。因為水不會浸濕這些表面,水中的雜質自然也不會留在表面上,灰塵也很容易被水帶走。而耐腐蝕也是這個原理——這些表面結構中儲藏了空氣,很難直接和溶液接觸,當然也就比較耐腐蝕了。
超疏水表面就布滿了這樣微小的「絨毛」。這些細微結構之間儲存了空氣,在接觸到水的時候,就會表現出截然不同的性質。從通用電氣公司納米實驗室錄制的一段視頻上可以看到,水滴掉落在超疏水的表面時,居然會像軟橡膠球一樣彈跳起來。
超疏水表面材料是納米技術的一個研究熱點,最早的研究可以追溯到上世紀50年代。這方面的研究成果已有不少,制備超疏水性表面的技術更是多種多樣,從刻蝕、氧化、乳液聚合、氣相沉積到培養納米纖維生長等等工藝不一而足,材料的疏水效果也有強弱之分。
G. 馬鈞的什麼發明是前世界上最先進的提水工具之一
比他早半個世紀的東漢人畢嵐曾發明一種叫翻車的木質機械用以灑道,馬版鈞則將這種權翻車改進為後來被普遍應用在河邊為農田灌溉抽水的龍骨水車。這是一個了不起的發明,具有很高的實用價值,因而也具有很強的生命力,它是水泵發明前世界上最先進的提水工具之一。
H. 水黽的啟示作文400字
大自然是個神奇的世界,它是人類最早的老師。大自然教會了人們許多,使得人們受益無窮。比如:人們根據蝙蝠,發明了雷達;根據青蛙,發明了電子蛙眼;根據鳥兒,發明了飛機。而我,也從大自然那裡得到許多,也讓我受益匪淺。
記得去年暑假,我和爸爸媽媽去野外遊玩,在一條水流比較綬的小溪邊,我發現了幾只不知名的小動物。更讓我驚訝的是,那幾只小動物居然能夠浮在水面上!這是什麼動物?它叫什麼名字?它為什麼能浮在水面上?一連串的問題在我腦海中浮現。為了解開我心中的疑惑,決定捉幾只回家,再慢慢解開我心中的疑惑。我回到家裡,觀察起了這些小動物,發現它是用腳站在水面上的,而不是浮在水面上的。至於它叫什麼名字與為什麼能夠站在水面上而不沉入水中,我去問爸爸媽媽,他們也說不清其中的道理。後來我上網查閱了資料,終於解開了我心中的疑惑。原來,那種小動物叫水黽,以落入水中的小蟲體液、死魚或昆蟲為食。通過它腿上非常靈敏的器官可以感受到落入水中的昆蟲。它們能夠穩站在水面上而不沉入水中的原因是由於水黽的腳底有一層油膜,因為油比水輕,再加上水的表面張力,所以水黽能穩穩站在水面上。如果倒入洗滌劑,水的表面張力被破壞,水黽腳上的油膜也被溶解,水黽就會沉入水中。除此之外,水黽能夠穩穩站在水面上還得歸功於它那獨特的身體結構,水黽的一條腿就可以支撐起全身重量15倍的物體。
學到了新知識,我也明白了一個道理。大自然給我們的啟示太多了,就如同天上的星星——數也數不清。大自然中還有許多有趣的現象,只要你留心觀察,就一定會有所收獲!
I. 我想根據水黽發明水上行走鞋作文
你可以到天涯論壇上面看看,有很多