节能环保新技术课题名称

1. 科学家根据动物发明了哪些仪器？

科学家根据动物发明了哪些仪器？

科学家们研究动物仿生学，从中找到发明灵感，进而研制新器械，造福人类，下面仅列举几例，管中窥豹。

【生物光源用处更广泛】

我们通常用的白炽灯，通过电流对电阻丝加热进而发光，属于热光源，这类光源的转化效率比较低，大部分电能变成了热能消耗掉了。在能源匮乏的今天，节能环保是国家科技发展的战略方向，寻找只发光不发热的光源是科学家们的研究领域之一，此时，小小的昆虫便帮上了大忙。

那么何种光源只发光不发热呢？当然是生物光源，也叫“冷光源”，那些漫天打着灯笼的萤火虫就是无声的老师。科学家们研究发现，萤火虫腹部的发光器具有奇特的结构，分为发光层、透明层和反射层三部分。发光层产生发光细胞，发光细胞里含有荧光素和荧光酶两种物质，通过与萤火虫体内的水分发生氧化反应而产生荧光，光能的转化率达到100%。受此启发，科学家们人工合成了荧光素和荧光酶，进而制造出生物灯具，广泛应用在不能利用电源的危险环境中。

【蝴蝶的翅膀结构激发灵感】

我们买一件颜色靓丽的新衣服，穿上没几年就会褪色，那么为何五颜六色的蝴蝶、野鸡、孔雀就能让羽毛保持艳丽如初呢？即使风吹雨打也奈何不了它们。这是因为，我们穿的衣服是通过化学手段上色的，经过不断地磨损和颜料的氧化反应，衣服便褪色了。而昆虫和鸟类毛发上面具有晶体状微细胞结构，可以将阳光散射成多种颜色的单色光，再投射到我们的眼睛里，看上去就变得色彩斑斓了。

昆虫和鸟类的羽毛上并没有颜色，它们只是通过散射太阳光把自己变得漂亮起来，是通过物理手段梳妆打扮罢了。科学家们仔细研究了蝴蝶的翅膀结构，发现了这些秘密，进而将这项技术用在了手机上面。著名的电子通讯商高通公司将手机的显示屏表面做成了蝴蝶翅膀的微观晶体状结构，通过散射太阳光让显示屏 “发光”，即使在太阳高照之下，也不影响手机阅读，并且，本来没有颜色的显示屏，竟然变得流光溢彩起来，同时，还比普通手机节电九成以上。

【拯救小鸟生命的蜘蛛网】

自然界里有很多动植物，天生就会“守株待兔”，不管是猪笼草，还是会织网的蜘蛛，它们以逸待劳的捕食本领让人印象深刻。就拿蜘蛛而言，虽然它们以静制动，但是花在织网上的功夫可不小。等费了九牛二虎之力，终于将大网织好了，这时候猎物来了。一只小鸟俯冲下去，粘在了蜘蛛网上，马上就成了八脚节肢动物的美餐了。请问，现实中这种情况会发生吗？当然不会！为什么？因为蜘蛛和鸟都不傻，鸟撞蜘蛛网，只会给自己带来麻烦，蜘蛛网被鸟撞破，饿着肚子的主人必须要对网进行修补，得不偿失啊。

那么，蜘蛛是如何告诉小鸟要躲开牢笼的呢？答案让人惊奇不已，因为蜘蛛网会反射紫外线，远远地就警告靠近的鸟类：这里危险，别过来！蜘蛛的这项本领让科学家们大开眼界，很快就获得了实用。德国专门生产玻璃的格拉斯维克·阿诺德公司，在自己的产品里加入了类似蜘蛛网的反射紫外线的结构，在摩天大楼的装潢中得到应用。这项技术拯救了成千上万只小鸟避免被摩天大楼的玻璃幕墙杀死的厄运。自从***用这种玻璃之后，撞死在大楼上的小鸟数量降低了75%以上。

【高能有效仿生蚂蚁团队】

我们都知道，蚂蚁不但是世界上最勤劳的物种之一，它们还是群居的社会性昆虫。蚂蚁力气很大，可以举起或者搬运比自己身体重50倍的物体，蚂蚁成员之间分工合作，配合默契，工作效率很高。因此，研究和制造仿生蚂蚁，替代人类去做一些很艰难和危险的事情，是科学家们一直努力研究的课题。

德国菲斯特公司制造成功了仿生机械蚂蚁，个头只有135 mm x 150 mm，这些小蚂蚁通过压电陶瓷弯曲传感器去控制腿和长螯，利用3D立体照相机进行自我定位和检测目标，通过特定的通讯方式彼此交流。仿生蚂蚁团队可以担任生产线的组装工人，为通讯商组装手机，比***用人工操作更加快速高效。而美国斯坦福大学的科学家们则研制成功更小的仿生蚂蚁，可以水平和垂直拖曳比自身重量大几倍的物体，这些小家伙可以替代我们进入一些危险区域完成任务。

很高兴回答你的问题。

仿生学在我们生活中可以说是处处可见了，千百年来人们根据很多动物的特性进行仿生设计，包括模仿动物独特的形态特征、或者是功能特征、结构特征……等等等等，五花八门的。可以说，动物为我们的各种设计发明提供了源源不断的灵感源泉。

比如说现在在作战当中广泛使用的迷彩服，其实就在一定程度上借鉴了自然界中很多动物能够根据环境的变化改变自己身体颜色的特征，迷彩服一般都是绿色或者褐色的花纹，能够让自己和周围环境色相近，从而起到保护、伪装自己，不被敌人发现。

雷达的发明也是非常典型的动物仿生学应用了。

蝙蝠非常擅长在晚上飞行，依靠的不是眼睛，而是自己发出的超声波。当这些超声波碰到昆虫或者是树木、墙壁等等障碍物的时候，就会反射回来。依靠反射回来的声波，蝙蝠就能够

准确的判断出物体的方向啦，距离啦，从而实现精准的捕食，还能够避开各种障碍物。

这就是所谓的仿生学。

仿生学在现代科学中的应用简直不要太多，最经典的例子就是【流线型】概念的提出。

最早的时候人们认为越尖的东西在空气和水中阻力越小，但是实际运用的效果并不算太好，直到人们观察鸟类和鱼类的身体形状在之后才发现，原来在流体中流线型而不是尖头状的物体阻力是最低的，因为这种形状不会在物体的后方引起气体的大的扰动。

↑不同形状的物体对空气的扰动↑

↑对鸟类体形的模仿（图片来源于网络）↑

再比如说鲨鱼皮泳衣。这种泳衣模拟了鲨鱼的皮肤，可以让游泳运动员前进的阻力小、后退的阻力大，最大程度上减小运动员在划水过程中能量的损失。这种泳衣可以极大程度上提高运动员的比赛成绩，以至于现在已经禁止使用运动员在参赛时使用该种泳衣。

↑鲨鱼皮肤上的微小鳞片↑

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