⑴ 人造纤维发明于何时
从天然蛋白质制成的性质类似羊毛的纤维。羊毛、蚕丝等为天然蛋白质纤维。1866年英国人E.E.休斯首先成功地从动物胶中制出人造蛋白质纤维。他将动物胶溶于乙酸,在硝酸酯的水溶液中凝固抽丝,然后以亚铁盐溶液脱硝,进一步加工得到蛋白质纤维,但未工业化。1935年意大利弗雷蒂才用牛乳内提取的奶酪素制成人造羊毛。天然蛋白质制成的蛋白质纤维与羊毛的性质差不多 。基本结构单元都是氨基酸,以酰胺键(肽键)结合在一起的高分子。比天然羊毛优越之处在于不易皱缩,不易虫蛀,易保存;缺点是保暖性及柔软性较天然羊毛差些。工业生产蛋白质纤维的主要原料是乳酪素、花生蛋白及大豆蛋白等。
⑵ 根据动物发明。。。。。。
仿生学是研究生物系统的结构和性质以为工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学。
仿生学一词是1960年由美国斯蒂尔根据拉丁文“bios”(生命方式的意思)和字尾“nlc”(“具有……的性质”的意思)构成的。他认为“仿生学是研究以模仿生物系统的方式、或是以具有生物系统特征的方式、或是以类似于生物系统方式工作的系统的科学”。尽管人类在文明进化中不断从生物界受到新的启示,但仿生学的诞生,一般以1960年全美第一届仿生学讨论会的召开为标志。
仿生学的研究范围主要包括:力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。
力学仿生,是研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质,以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。例如,建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑,模仿股骨结构建造的立柱,既消除应力特别集中的区域,又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构,把人工海豚皮包敷在船舰外壳上,可减少航行揣流,提高航速;
分子仿生,是研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后,合成了一种类似有机化合物,在田间捕虫笼中用千万分之一微克,便可诱杀雄虫;
能量仿生,是研究与模仿生物电器官生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程;
信息与控制仿生,是研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。例如根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度。根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理,研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的—些装置。已建立的神经元模型达100种以上,并在此基础上构造出新型计算机。
模仿人类学习过程,制造出一种称为“感知机”的机器,它可以通过训练,改变元件之间联系的权重来进行学习,从而能实现模式识别。此外,它还研究与模拟体内稳态,运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制,以及人-机系统的仿生学方面。
某些文献中,把分子仿生与能量仿生的部分内容称为化学仿生,而把信息和控制仿生的部分内容称为神经仿生。
仿生学的范围很广,信息与控制仿生是一个主要领域。一方面由于自动化向智能控制发展的需要,另一方面是由于生物科学已发展到这样一个阶段,使研究大脑已成为对神经科学最大的挑战。人工智能和智能机器人研究的仿生学方面——生物模式识别的研究,大脑学习记忆和思维过程的研究与模拟,生物体中控制的可靠性和协调问题等——是仿生学研究的主攻方面。
控制与信息仿生和生物控制论关系密切。两者都研究生物系统中的控制和信息过程,都运用生物系统的模型。但前者的目的主要是构造实用人造硬件系统;而生物控制论则从控制论的一般原理,从技术科学的理论出发,为生物行为寻求解释。
最广泛地运用类比、模拟和模型方法是仿生学研究方法的突出特点。其目的不在于直接复制每一个细节,而是要理解生物系统的工作原理,以实现特定功能为中心目的。—般认为,在仿生学研究中存在下列三个相关的方面:生物原型、数学模型和硬件模型。前者是基础,后者是目的,而数学模型则是两者之间必不可少的桥梁。
由于生物系统的复杂性,搞清某种生物系统的机制需要相当长的研究周期,而且解决实际问题需要多学科长时间的密切协作,这是限制仿生学发展速度的主要原因。
苍蝇 气味探测器
蜻蜓-飞机;
顺风耳-电话
青蛙 快速扫描系统
螳螂—镰刀
鸡蛋-建筑物
大乌龟背小乌龟:转动炮塔的坦克。 鸟在天空飞翔:制造了各种飞行器。 蜜蜂造巢窝:各种正六边形的蜂巢结构板材。 每只蜻蜓的翅膀末端,都有一块比周围略重一些的厚斑点,这就是防止翅膀颤抖的关键。飞机设计师研究苍蝇、蚊子、蜜蜂等的飞行方法,造出了许多具有各种优良性能的新式飞机。
⑶ 中国什么时候出现了用植物纤维做成的纸
水电梅
进士植物纤维纸是在什么时候发明呢?古籍上没有记载,但是在1933年,我国考古工作者在新疆罗布淖尔的汉代烽燧遗址中,发现了一片西汉宣帝时期的麻纸。1957年在陕西西安灞桥一座西汉墓葬里,发现了一叠麻纸,经揭剥分成80多片。因出土于灞桥,故称“灞桥纸”。其年代为公元前2世纪。这是目前发现最早的植物纤维纸。当然那时的制作是很粗糙和原始的。那么如何把植物纤维纸从粗糙和原始变得更为精细呢?东汉时的蔡伦精心总结了民间造纸的经验,改进了造纸的工艺,又选用价格便宜的树皮、麻头、破布、废鱼网等作为造纸原料,这些东西不仅容易得到,而且比之原始植物来也便于加工。加工方法是:先把这些东西搅拌石灰,沤过,再放在石臼中舂,把纤维舂散,然后加水煮烂,掺和胶一类有粘性的物质,使纤维互相溶合成浆状,再用细帘在浆中均匀地捞出这些细碎的纤维,让它干燥。这样就制成了质地轻薄、价廉耐用的纸。公元105年蔡伦把造纸的方法上奏给汉和帝,得到汉和帝赞赏,并把他的造纸方法推广。公元116年蔡伦被封为龙亭侯,人们就把他发明的纸称为“蔡侯纸”。蔡伦在我国造纸发展史上做出了不可磨灭的贡献。
造纸术是我国的四大发明之一。纸的发明,对人类文化的发展和传播起了很大作用,是中华民族对世界科学文化的一项重大贡献。
纸,作为书写材料,并不是从来就有的。相传中国上古曾有过结绳记事的时代。那时,连文字也不曾有,更谈不上书写文字的纸张了。
商、周时代文字已经成熟,可还不曾有纸,我们的祖先就想出了各种记录文字的办法。他们起初是把文字镌刻在乌龟的腹甲和牛、羊等动物的胛骨上。刻在这些甲骨上的文字,叫做“甲骨文”。1898年,河南安阳小屯村农民耕地时,无意掘得许多刻有文字的“甲骨”,被收购药材的人买了去。第二年,古文字学家王懿荣在一个偶然的机会,从这些甲骨上发现了文字。安阳小屯一带原是殷商的废墟,所以学者们认定它是商代的文字。这些甲骨片距今大约已有三千五百多年的历史,内容大多是商代奴隶主阶级占卜的纪录,所以又叫“卜辞”。然而,甲骨得来是很费事的,刻字也不方便,所以使用甲骨的时间不是很长。而且在商代,除了甲骨外,人们还把文字刻在石头上和青铜器上。
春秋战国以后,我们的祖先又开始使用新的记载文字的材料——简牍和缣帛。简牍是几种东西的总称。把竹子、木头劈成狭长的小片,再将表面刮削平滑,这种用作写字的狭长的竹片或木条叫做竹简或木简,较宽的竹片或木板叫做竹牍或木牍。简的长度不一样,有的三尺长,有的只有五寸。经书和法律,一般写在二尺四寸长的简上。写信的简长一尺,所以古人又把信称为“尺牍”。每根简上写的字也不一样多,有的写三四十个字,有的只写几个字。较长的文章或书所用的竹简较多,须按顺序编号、排齐,然后用绳子、丝线或牛皮条编串起来,叫做“策”或者“册”。当时,除使用简牍外,丝帛也开始用来作为书写的材料。缣帛是用蚕丝织成的,往往一部书就写在一卷缣帛上,所以后来有以卷计书的说法。
简牍和缣帛作为书写的材料,与甲骨、青铜比较有明显的优点。简牍的制作材料竹子和木头来源广泛,加工也方便,可以用笔墨书写,写错了还可以用刀削去重写。缣帛柔软、光滑、轻薄,易于运笔、舒卷。1972年4月和1974年初,我国考古工作者先后从长沙马王堆一号和三号两座西汉墓葬中,发掘出竹简900多根,上面的文字是墨书隶体,还有一幅书写12万多字的帛书和五幅精美的彩绘帛画。这说明,直到西汉,简牍和缣帛还是广泛使用的书写材料。尽管简牍和缣帛有其优点。但是它们也有不足的地方。简牍较重,不便于翻阅和携带。有的存放时间长了,还往往会开裂。将简串起来的皮绳一断,竹片散乱,也不容易恢复原样。史书上说,秦始皇当年每天批阅的竹简公文,重达一百多斤。西汉的时候,齐人东方朔上书汉武帝,用了三千根木简,由两个身强力壮的人将它们抬进宫去。汉武帝看完它,足足花了二个月。战国时,思想家惠施外出游学,随身携带的书就足足装了五车,故有“学富五车”的典故。这样多的简册,运输、存放都很麻烦,人们常形容说:“汗马牛”、“充栋宇”。因而形成了“汗牛充栋”的成语。缣帛也同样有许多不便之处。它虽然比简牍轻,但价钱太贵,普通读书人用不起。正因为简牍和缣帛还都不是理想的书写材料,所以劳动人民在长期的生产实践中,不断探索,不断创新,找到一种能为大多数人利用的书写材料——纸便慢慢地发明出来了。
我国最早的纸是用什么原料做成的呢?东汉的许慎在他编写的我国第一部条理清楚、体系分明的字典《说文解字》里谈到“纸”的字源时说:“纸”从系旁。这说明,早期的纸与丝有关。我们的祖先很早就植桑养蚕,缫丝织绢了。商代以前就种桑养蚕,到西汉前期,丝织在社会经济中已占有重要的地位。当时,一般用较好的蚕茧抽丝织绸,用剩下的较差的茧子做丝绵。做丝绵时,先把茧子煮烂、洗净,然后放到浸没在水中的蔑席上捶打,直到茧衣被捶得稀烂,接着把连成一片的丝绵取出,这就是漂絮。漂絮之后,蔑席上还必然会有一层互相交织的乱丝贴着,漂絮的次数多了,当把蔑席凉干后,它上面就附着一层由残絮形的薄薄的丝片。人们把它剥下来,发现它同缣帛相近,可用作书写,古人称之为“赫蹄”。“赫蹄”与缣帛不一样,虽然也是由蚕丝构成的,但它不是像缣帛那样由经纬线制成,而由丝絮粘连在一起而成。“赫蹄”在西汉时期的皇宫中已经使用。据古籍记载,公元前12年,汉武帝后宫一个姓曹的女子生了一个儿子,引起了皇宫妹妹赵昭仪的嫉妒,将她投入监狱,并派人用“赫蹄”包裹着毒药,上面写着字,迫她自杀。应劭《风俗通》中说:“赫蹄,薄小纸也。”由于赫蹄是做丝绵时的副产品,所以来源有限,价钱也高,不可能大量生产和使用,不能满足人们的需要。然而赫蹄的制作方法给了人们很大启发,是我国古代造纸术的重要开端。经过不断的摸索、试验,终于成功地发明了植物纤维纸。
植物纤维纸是在什么时候发明呢?古籍上没有记载,但是在1933年,我国考古工作者在新疆罗布淖尔的汉代烽燧遗址中,发现了一片西汉宣帝时期的麻纸。1957年在陕西西安灞桥一座西汉墓葬里,发现了一叠麻纸,经揭剥分成80多片。因出土于灞桥,故称“灞桥纸”。其年代为公元前2世纪。这是目前发现最早的植物纤维纸。当然那时的制作是很粗糙和原始的。那么如何把植物纤维纸从粗糙和原始变得更为精细呢?东汉时的蔡伦精心总结了民间造纸的经验,改进了造纸的工艺,又选用价格便宜的树皮、麻头、破布、废鱼网等作为造纸原料,这些东西不仅容易得到,而且比之原始植物来也便于加工。加工方法是:先把这些东西搅拌石灰,沤过,再放在石臼中舂,把纤维舂散,然后加水煮烂,掺和胶一类有粘性的物质,使纤维互相溶合成浆状,再用细帘在浆中均匀地捞出这些细碎的纤维,让它干燥。这样就制成了质地轻薄、价廉耐用的纸。公元105年蔡伦把造纸的方法上奏给汉和帝,得到汉和帝赞赏,并把他的造纸方法推广。公元116年蔡伦被封为龙亭侯,人们就把他发明的纸称为“蔡侯纸”。蔡伦在我国造纸发展史上做出了不可磨灭的贡献。
蔡伦改良了造纸术以后,东汉末年又出现了一位造纸能手,名叫左伯。他造出的纸匀结细密,洁白光辉,色泽鲜明。
随着纸的广泛应用,造纸原料的范围也扩大了。东晋用稻杆、麦杆造纸,叫“土纸”;又用藤皮造纸,叫“藤纸”或“藤角纸”;北方生长楮树,用楮树皮造纸,叫“楮皮纸”;南方产竹,从宋代开始用竹造纸,叫“竹纸”等等。由于造纸原料范围的扩大,造纸工业自然也就迅速地发展。在魏晋时,已经有人用黄叶汁将纸染成黄色;南北朝时更有青、赤、绿等各种颜色的纸,十分美观。4世纪起,四川、福建、浙江、安徽、湖南等地,先后成为有名的造纸产地
⑷ 人类根据动物发明了哪些东西
人类根据动物发明的东西有很多很多,应用于各种领域:
1、根据响尾蛇的颊窝能感觉到0.001℃的温度变化的原理,人类发明了跟踪追击的响尾蛇导弹。
2、人类还利用蛙跳的原理设计了蛤蟆夯。
3、 人类模仿警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬”。
4、 科学家根据野猪的鼻子测毒的奇特本领制成了世界上第一批防毒面具。
5、生物学家通过对蛛丝的研究制造出高级丝线,抗撕断裂降落伞与临时吊桥用的高强度缆索。
6、船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿。
7、 响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的“热眼”功能和其舌上排列着一种似照相机装置的天然红外线感知能力的原理,研制开发出来的现代化武器。
8、 火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。
9、 科学家研究青蛙的眼睛,发明了电子蛙眼。
10、白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆,还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器—一块干胶炮弹。
11、每只蜻蜓的翅膀末端,都有一块比周围略重一些的厚斑点,这就是防止翅膀颤抖的关键。飞机设计师研究苍蝇、蚊子、蜜蜂等的飞行方法,造出了许多具有各种优良性能的新式飞机。
12、鲸:外形是一种极为理想的“流线体”,而“流线体”在水中受到的阻力是最小的。后来工程师模仿鲸的形体,改进了船体的设计,大大提高了轮船。舴的速度。
13、蛋壳:能够把受到的压力均匀(yún)地分散到蛋壳的各个部分。建筑师根据这种“薄壳结构”的特点,设计出许多既轻便又省料的建筑物。
14、连体鲨鱼装:第一代鲨鱼装模仿了鲨鱼的皮肤,在泳衣上设计了一些粗糙的齿状突起,以有效地引导水流,并收紧身体,避免皮肤和肌肉的颤动。第二代鲨鱼装又增加了一些新的亮点,加入了一种叫做“弹性皮肤”的材料,可使人在水中受到的阻力减少4%。
15、让盲者见到光明:在植入了微小的仿生视网膜之后,3位失明患者不仅看到了明灭或者移动的光点,甚至还成功地用眼睛区别出杯子和盘子。
16、人工合成蛛丝:蛛丝含有一种纤维蛋白,这种蛋白质和存在于毛发和羊角中的角质蛋白相似。这种蛋白分泌出来后开始变得坚韧。通过精细的平衡水的含量,蜘蛛和蚕可以防止纤维蛋白过快固化。
17、电鱼与伏特电:经过对电鱼的解剖研究,发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池。
18、水母耳朵:水母耳风暴预测仪,相当精确地模拟了水母感受次声波的器官。
一般而言,发明是应用自然规律解决技术领域中特有问题而提出创新性方案、措施的过程和成果。产品之所以被发明出来是为了满足人们日常生活的需要。发明的成果或是提供前所未有的人工自然物模型,或是提供加工制作的新工艺、新方法。机器设备、仪表装备和各种消费用品以及有关制造工艺、生产流程和检测控制方法的创新和改造,均属于发明。
在知识产权领域,发明是指《专利法》所保护的发明创造的其中一种专利类型,是指对产品、方法或其改进所提出的新的技术方案。在专利领域中的发明有其规定的保护对象或者说保护客体。
(4)动物纤维发明时间扩展阅读:

专利证书是专利申请经审查合格,没有发现驳回理由,满足颁发授予专利权条件,由国务院专利行政部门(即国家知识产权局)作出授予专利权的决定,发给专利申请人的专利证书,是一种法律证明文件。
专利证书分为发明专利证书、实用新型专利证书以及外观设计专利证书。
专利证书是专利局颁发的证明专利权的文件。专利申请经审查、批准后,专利局应作出授予专利权的决定,发给专利证书。专利证书主要记载发明创造的专利名称,专利号,发明人、设计人的姓名,专利权人的姓名、名称,权利保护范围,授予专利的时间等等。
专利分类
根据《中华人民共和国专利法》第二条规定:
第二条 本法所称的发明创造是指发明、实用新型和外观设计。
发明,是指对产品、方法或者其改进所提出的新的技术方案。
实用新型,是指对产品的形状、构造或者其结合所提出的适于实用的新的技术方案。
外观设计,是指对产品的形状、图案或者其结合以及色彩与形状、图案的结合所作出的富有美感并适于工业应用的新设计。
获得证书
根据《中华人民共和国专利法》第三十九第四十条的规定:
第三十九条 发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由的,由国务院专利行政部门作出授予发明专利权的决定,发给发明专利证书,同时予以登记和公告。发明专利权自公告之日起生效。
第四十条 实用新型和外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由的,由国务院专利行政部门作出授予实用新型专利权或者外观设计专利权的决定,发给相应的专利证书,同时予以登记和公告。实用新型专利权和外观设计专利权自公告之日起生效。
⑸ 人类从动物身上发明了什么
1。由令人讨厌的苍蝇,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
2。从萤火虫到人工冷光;
3。电鱼与伏特电池;
4。水母的顺风耳,仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。
5。人们根据蛙眼的视觉原理,已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样,准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后,雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹,防止以假乱真。
电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场,它能监视飞机的起飞与降落,若发现飞机将要发生碰撞,能及时发出警报。在交通要道,它能指挥车辆的行驶,防止车辆碰撞事故的发生。
6。根据蝙蝠超声定位器的原理,人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器,盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今,有类似作用的“超声眼镜”也已制成。
7。模拟蓝藻的不完全光合器,将设计出仿生光解水的装置,从而可获得大量的氢气。
8。根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究,已仿制了人力增强器——步行机。
9。现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。
10。屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。
11。船桨模仿的是鱼的鳍。
12。锯子学的是螳螂臂,或锯齿草。
13。苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。
14。嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。
15。壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。
16。贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固,这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。
17。飞机模仿鸟类。
⑹ 人类从哪些小动物身上发明了什么
1、通过白蚁的结构制造干胶炮弹
白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆,还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器——干胶炮弹。
2、模仿响尾蛇开发响尾蛇导弹
响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的“热眼”功能和其舌上排列着一种似照相机装置的天然红外线感知能力的原理,研制开发出来的现代化武器。
3、仿蜜蜂蜂巢得到建筑材料
人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板,强度大、重量轻、不易传导声和热,是建筑及制造航天飞 机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。
4、蛋壳的形状得到建筑灵感
蛋壳呈拱形,跨度大,包括许多力学原理。虽然它只有2 mm的厚度,但使用铁锤敲砸也很难破坏它。
建筑学家模仿它进行了薄壳建筑设计。这类建筑有许多优点:用料少,跨度大,坚固耐用。薄壳建筑也并非都是拱形,举世闻名的悉尼歌剧院则像一组泊港的群帆。
5、通过蜜蜂复眼的研究,研制导航仪
蜜蜂复眼的每个单眼中相邻地排列着对偏振光方向十分敏感的偏振片,可利用太阳准确定位。科学家据此原理研制成功了偏振光导航仪,早已广泛用于航海事业中。

(6)动物纤维发明时间扩展阅读:
仿生学一词是1960年由美国斯蒂尔根据拉丁文“bios(生命方式的意思)”和字尾“nlc(‘具有……的性质’的意思)”构成的。这个词语大约从1961年才开始使用。某些生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多,仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。
例如关于信息接受(感觉功能)、信息传递(神经功能)、自动控制系统等,这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。可举出的仿生学例子,如将海豚的体形或皮肤结构(游泳时能使身体表面不产生紊流)应用到潜艇设计原理上。
参考资料:仿生学 网络
⑺ 从什么动物身上发明了什么
苍蝇—气味探测器
蜻蜓—飞机
青蛙—快速扫描系统
螳螂—镰刀
鸡蛋—建筑物
昆虫—液压装置
蛇—红外线
鲸鱼—潜水艇
蜘蛛—人造纤维
乌龟—装甲车
猫眼—夜视仪
野猪的鼻子—防毒面具
鹰—鹰眼导弹
蝴蝶—温度控制系统
大乌龟背小乌龟—转动炮塔的坦克
现代的雷达——一种无线电定位和测距装置:科学家研究发现蝙蝠不是靠眼睛,而是靠嘴、喉和耳朵组成的回声定位系统.因为蝙蝠在飞行时发出超声波,又能觉察出障碍物反射回来的超声波.科学家据此设计出了现代的雷达——一种无线电定位和测距装置
科学家通过对海豚游泳阻力小的研究发明了能提高鱼雷航速的人工海豚皮;以及模仿袋鼠在沙漠运动形式的无轮汽车(跳跃机)等.
前苏联科学院动物研究所的科学家在企鹅的启示下,他们设计了一种新型汽车--“企鹅”牌极地越野汽车.这种汽车的宽阔的底部,直接贴在雪面上,用轮勺撑动着前进,行驶速度可达50公里/小时.
科学家模仿昆虫制造了太空机器人.
澳大利亚国立大学的一个科研小组通过对几种昆虫的研究,已经研制出一个小型的导航和飞行控制装置.这种装置可以用来装备用于火星考察的小型飞行器.
英国科学家在仿生学启发下,正在研制一种可以靠尾鳍摆动以S形“游水”的潜艇新式潜艇的主要创新之处是使用了被称为“象鼻致动器”的装置.“象鼻”由一组用薄而柔软的材料做成的软管组成,模仿肌肉活动,推动鳍的运动.这种新式潜艇可以充当水底扫雷潜艇,用来对付最轻微的声响或干扰便会引爆的水雷.
令人讨厌的苍蝇,与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学却把它们紧密地联系起来了.
苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹.苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到.但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上.
每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞.若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑.大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质.因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪.
仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪.这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇.就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报.这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分.
这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体.利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中.
从萤火虫到人工冷光
自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了.但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼.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.
在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”.
在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类.萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同.萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高.因此,生物光是一种人类理想的光.
科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部.这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成.发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质.在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光.萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程.
早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化.近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,又用化学方法人工合成了荧光素.由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯.由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作.
现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用.
电鱼与伏特电池
自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有500余种 .人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”.
各种电鱼放电的本领各不相同.放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗.中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏的电压;电鳗能产生500伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物.
电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究, 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官.这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的.由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样.电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中;电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体,位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板.单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了.
电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣.19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,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器设计的,所以把它叫做“人造电器官”.对电鱼的研究,还给人们这样的启示:如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决.
水母的顺风耳
“燕子低飞行将雨,蝉鸣雨中天放晴.”生物的行为与天气的变化有一定关系.沿海渔民都知道,生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海,就预示着风暴即将来临.
水母,又叫海蜇,是一种古老的腔肠动物,早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了.这种低等动物有预测风暴的本能,每当风暴来临前,它就游向大海避难去了.
仿生学举15个例子:
1.由令人讨厌的苍蝇,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪.已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分.
2.从萤火虫到人工冷光;
3.电鱼与伏特电池;
4.水母的顺风耳,仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义.
5.人们根据蛙眼的视觉原理,已研制成功一种电子蛙眼.这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样,准确无误地识别出特定形状的物体.把电子蛙眼装入雷达系统后,雷达抗干扰能力大大提高.这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等.特别是能够区别真假导弹,防止以假乱真.
电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上.在机场,它能监视飞机的起飞与降落,若发现飞机将要发生碰撞,能及时发出警报.在交通要道,它能指挥车辆的行驶,防止车辆碰撞事故的发生.
6.根据蝙蝠超声定位器的原理,人们还仿制了盲人用的“探路仪”.这种探路仪内装一个超声波发射器,盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等.如今,有类似作用的“超声眼镜”也已制成.
7.模拟蓝藻的不完全光合器,将设计出仿生光解水的装置,从而可获得大量的氢气.
8.根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究,已仿制了人力增强器——步行机.
9.现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子.
10.屋顶瓦楞模仿动物的鳞