1 源于“葉”的靈感
1．1 葉形的啟示 相傳春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代(公元前450-500年)的魯國(guó)工匠魯班，在上山伐木途中，手指被茅草劃破，他仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，原來(lái)茅草葉子兩邊長(zhǎng)著鋒利的鋸齒，于是受到啟發(fā)。經(jīng)反復(fù)實(shí)踐，制成人類史上第一架帶有鋸齒的木工鋸。
1．2 葉脈的啟示 浮水植物王蓮有“水中花王”之稱。一個(gè)體重35kg的人坐在上面也不會(huì)下沉。原來(lái)王蓮圓形葉片的直徑可達(dá)1～2．5m，背面有許多相互交錯(cuò)的葉脈骨架結(jié)構(gòu)，里面還有氣室使得葉子穩(wěn)定地浮在水面。受葉脈支撐作用的啟發(fā)，英國(guó)著名建筑師約瑟，以鋼鐵和玻璃為建材，設(shè)計(jì)了一座頂棚跨度很大的展覽大廳──“水晶宮”，它既輕巧、雄偉又經(jīng)濟(jì)耐用，不僅成就了1851年的第一屆世博會(huì)，也為近現(xiàn)代功能主義建筑構(gòu)建了雛形。
1．3 葉序的啟示 德國(guó)波恩大學(xué)的科研人員發(fā)現(xiàn)，蓮葉上有許多非常微小的絨毛和蠟質(zhì)凸起物。這種粗糙的葉片是干凈的，而表面光滑的葉片反而需要清洗。模仿蓮葉的自凈原理，人們開(kāi)發(fā)出具有防污功能的自凈涂層產(chǎn)品，其表面會(huì)形成類似茶葉的凹凸形貌，構(gòu)筑一層疏水層。這樣一來(lái)，灰塵顆粒只好在涂層表面“懸空而立”，并最終在風(fēng)雨沖刷下“一掃而凈”。此外，葉面形狀也啟迪了人們的思維。椰子樹(shù)很高，葉片巨大，但每遇颶風(fēng)和暴雨也很少被折斷。研究發(fā)現(xiàn)，椰子葉面呈“之”字形，可以承受更大的壓力。據(jù)此，建筑師設(shè)計(jì)出了結(jié)構(gòu)薄、面積大的樓房頂棚、薄狀石棉板等。
2 源于“莖”的靈感
2．1 節(jié)與節(jié)間的啟示 禾本科植物竹子，其竹節(jié)處有橫隔相連，與竹身構(gòu)成一個(gè)整體，這對(duì)中空細(xì)長(zhǎng)的竹竿的剛度和穩(wěn)定性，可以協(xié)調(diào)變形，共同參與抗彎作用，這對(duì)于中空細(xì)長(zhǎng)的竹竿的剛度和穩(wěn)定性很有意義。受到植物莖節(jié)生長(zhǎng)的啟發(fā)，人們發(fā)明了“春筍建筑法”，把每一層墻板從高度上分成三四段預(yù)制好，然后用液壓頂以1m的行程，反復(fù)頂升，可以很快“長(zhǎng)”成設(shè)計(jì)的建筑。又如，自行車車架“空心管”的設(shè)計(jì)靈感正來(lái)自于麥稈，借鑒其“空心”結(jié)構(gòu)，卻支持比它重幾倍的麥穗力學(xué)原理，制成的自行車既有足夠的強(qiáng)度，又減輕了車身的重量。
2．2 莖形態(tài)的啟示 云杉生長(zhǎng)于高寒濕潤(rùn)之巔，它之所以可以適應(yīng)山上長(zhǎng)年累月的狂風(fēng)襲擊，達(dá)到數(shù)百余年的樹(shù)齡，是因?yàn)槠錁?shù)干底部直徑顯著增大，形成一個(gè)圓錐形，這樣既減輕了自重，又加強(qiáng)了穩(wěn)定性。人們模仿云杉對(duì)大風(fēng)的適應(yīng)性特點(diǎn)，把建造在山頂上的電視塔設(shè)計(jì)成類似圓錐體，就能抵抗住大風(fēng)襲擊。同樣，所有的塔或高煙囪，甚至超高層建筑幾乎無(wú)一例外地采用底大頂小的形狀。
2．3 年輪的啟示 木本植物的年輪狀結(jié)構(gòu)，是生理系統(tǒng)在溫和的條件下無(wú)粘結(jié)的緩慢而漸進(jìn)形成。科學(xué)家們正在研究開(kāi)發(fā)仿年輪結(jié)構(gòu)的殼聚糖棒材。這種材質(zhì)具有同心筒狀層疊結(jié)構(gòu)，具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，有望作為骨折處的固定材料。
3 源于“花”的靈感
3．1 花序的啟示 向日葵又名朝陽(yáng)花，它的最大特點(diǎn)就是向陽(yáng)而生，以便吸收到盡可能多的陽(yáng)光。德國(guó)建筑學(xué)家從向日葵上獲得靈感，建成了一幢能隨太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的向日葵旋轉(zhuǎn)房屋。它裝有如同雷達(dá)一樣的紅外線跟蹤器，只要天一亮，房屋上的馬達(dá)就開(kāi)始啟動(dòng)，使房屋迎著太陽(yáng)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，始終與太陽(yáng)保持最佳角度，使陽(yáng)光最大限度地照進(jìn)屋內(nèi)。夜間，房屋又在不知不覺(jué)中慢慢復(fù)位。這種建筑能夠充分利用太陽(yáng)能，保證房屋的日常供熱和用電。因?yàn)樵诜宽斏习仓昧颂?yáng)能電池和聚光鏡，所以建筑物能將光能儲(chǔ)存起來(lái)，供陰雨天和夜晚使用。
3．2 花形的啟示 凌霄花，形狀似鐘，又似喇叭，開(kāi)口廣大，尾部狹長(zhǎng)，這個(gè)結(jié)構(gòu)可以更充分地吸收大自然的能量�？茖W(xué)家模擬凌霄花的形狀制成了微波收集器，闊口窄尾的微波收集器，靈敏度異常高，可以盡可能搜索到目標(biāo)微波，并把微波承載的能量、信息收集起來(lái)，根據(jù)實(shí)際需要，或存儲(chǔ)下來(lái)當(dāng)作綠色能源，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，收看視頻節(jié)目提供科學(xué)研究的樣本等。
3．3 花色的啟示 17世紀(jì)英國(guó)著名的化學(xué)家羅伯特·波義耳發(fā)明的“波義耳”試紙開(kāi)啟了化學(xué)中指示劑歷史的先河。一次偶然的機(jī)會(huì)，波義耳將鹽酸濺到紫羅蘭花上，花色就由紫色變成了紅色。他便饒有興趣地取來(lái)各種酸做試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各種酸類都能使紫羅蘭變成紅色。于是，在紫羅蘭開(kāi)花的季節(jié)里收集了大量的紫羅蘭花瓣，將花瓣泡出浸液來(lái)。需要使用的時(shí)候，就往被試的溶液里滴進(jìn)一滴紫羅蘭浸液。就這樣他發(fā)明的“指示劑”誕生了。后來(lái)為了更方便使用，他用石蕊浸液把紙浸透，再把紙烘干。要用時(shí)只需將一小塊紙片放進(jìn)被檢驗(yàn)的溶液里，根據(jù)紙的顏色變化就能知道這種溶液是呈酸性還是堿性，從而成為pH試紙的雛形。
4 源于“果實(shí)”的靈感
尼龍搭扣的誕生是從果實(shí)中受到啟發(fā)的經(jīng)典案例。它的發(fā)明者是瑞士工程師喬治·德·梅斯特拉爾。20世紀(jì)40年代末，他經(jīng)常帶著自己的愛(ài)犬到森林中漫步，每次返回時(shí)他都發(fā)現(xiàn)褲子和狗身上粘滿了蒼耳、牛蒡等刺果。受到好奇心的驅(qū)使，喬治用顯微鏡觀察刺果，發(fā)現(xiàn)無(wú)數(shù)的小鉤子在有毛圈結(jié)構(gòu)的褲料上，不能輕易脫落。經(jīng)過(guò)8年的實(shí)驗(yàn)，終于發(fā)明了既容易系上又容易解開(kāi)的尼龍搭扣。再如，古代有一種可以阻止騎兵前進(jìn)的武器叫鐵蒺藜，這種武器的原形就來(lái)源于植物中蒺藜科的一種雜草的果實(shí)，它的刺非常的堅(jiān)硬，以至于如果馬蹄踏上都會(huì)被刺到，所以有人就把鐵作成蒺藜果的形狀用以御敵。
5 源于“根”的靈感
“鋼筋混泥土”的發(fā)明源于植物根系的特點(diǎn)。法國(guó)園藝師約瑟夫·莫尼哀為了解決養(yǎng)花的大陶盆不結(jié)實(shí)的問(wèn)題，他曾先后試用木材和水泥來(lái)做花盆，但效果都不理想 高二。他依然經(jīng)常為園藝場(chǎng)中水泥制成的蓄水池和花壇被撞壞而煩惱。一日，他不慎將花盆再次撞壞，郁悶至極的前去收拾殘花時(shí)，他下意識(shí)地注意到，土壤雖然松散，卻能在植物交叉延伸的根須四周黏結(jié)聚集到一起。受此啟發(fā)，他試著用舊鐵絲仿造植物的根系織成交叉結(jié)構(gòu)，再用水泥、石子澆鑄在一起，砌成花壇、水池牢固度大大加強(qiáng)，這也為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的制作提供了思路。
注：文章發(fā)表于2011年《生物學(xué)教學(xué)》第7期
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://m.portlandfoamroofing.com/gaozhong/80821.html
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