植物仿生学实例

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德国波恩大学的科研人员发现,莲叶上有许多非常微小的绒毛和蜡质凸起物。这种粗糙的叶片是干净的,而表面光滑的叶片反而需要清洗。模仿莲叶的自净原理,人们开发出具有防污功能的自净涂层产品,其表面会形成类似茶叶的凹凸形貌,构筑一层疏水层。这样一来,灰尘颗粒只好在涂层表面“悬空而立”,并最终在风雨冲刷下“一扫而净”。此外,叶面形状也启迪了人们的思维。椰子树很高,叶片巨大,但每遇飓风和暴雨也很少被折断。研究发现,椰子叶面呈“之”字形,可以承受更大的压力。据此,建筑师设计出了结构薄、面积大的楼房顶棚、薄状石棉板等。
一天,天气热极了,他一边做工,一边抹汗。忽然看见许多小孩子在荷花塘边玩,一个孩子摘了一张荷叶,倒过来顶在脑袋上。鲁班觉得挺好玩,就问他们:“你们头上顶着张荷叶干什么呀?”小孩子七嘴八舌地说:“鲁班师傅,您瞧,太阳像个大火轮,我们头上顶着荷叶,就不怕晒了。”鲁班抓过一张荷叶来,仔细瞧了又瞧,荷叶圆圆的,一面有一丝叶脉,朝头上一罩,又轻巧,以凉快。鲁班心里一下亮堂起来。他赶紧跑回家去,找了一根竹子,劈成许多细细的条条,照着荷叶的样子,扎了个架子;又找了一块羊皮,把它剪得圆圆的,蒙在竹架子上。“好啦,好啦!”他高兴得叫起来,“这东西既能挡雨遮太阳,又轻巧。”鲁班的妻子听见他大呼小叫的,赶紧从屋里跑出来问他:“出了什么事了?”鲁班把刚做成的东西递给妻子,说:“你试试这玩意儿,以后大家出门去带着它,就不怕雨淋太阳晒了。”鲁班的妻子瞧了瞧,又想了想,说源自文库“不错,不过,雨停了,太阳下山了,还拿着这么个东西走路,可不方便了。要是能把它收拢起来,那才好呢。” “对,对!”鲁班听了很高兴,就跟妻子一起动手,把这东西改成可以活动的,用着它,就把它撑开,用不着,就把它收拢。就是咱们今天的伞。
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车前草,叶子在茎上排列成的螺旋状,夹角为137030’30”。一层顺着一层,错落有致。只有这样叶子才能得到最多的阳光。建筑师根据车前草对植物的通风、采光都具有最佳效果的特性,建造了螺旋状的高楼,这样既通风,又使高楼各个部分受到均匀的太阳光。建筑仿生学是大有作为的一门使用科学技术,他将帮助人们征服地下、天空和海洋,建筑蔚为壮观的地下街区、海底乐园和太空体育城。
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浮水植物王莲有“水中花王”之称,一个体重35kg的人坐在上面也不会下沉,原来王莲圆形叶片上的直径可达1-2.5米,背面有许多相互交错的叶脉骨架结构,里面还有气室使得叶子稳定的浮在水面,受叶脉支撑作用的启示,英国著名建筑师约瑟,以钢铁和玻璃为建材,设计了一个顶棚跨度很大的展览大厅—“水晶宫”,它既轻巧、雄伟又经济适用,不仅成就了1851年的第一届世博会,也为近现代功能主义建筑构建了雏形。
植物仿生学
一、
大自然带给了人类无穷无尽的想象力,启示我们发明创造。人们根据植物的功能、形状等制造了各种各样的工具。源于“叶”的灵感
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相传春秋战国时期(公元前507年——公元前444年),中国建筑鼻祖木匠鼻祖—鲁班,在上山砍伐途中,攀爬时手被锯齿草的边缘的齿划伤了,他仔细观察发现,原来叶子边缘有两排锋利的锯齿,于是受此启发,并经反复实践,制成了人类史上第一架带有锯齿的木工锯。
b.
捕蝇草是原产于北美洲的一种多年生草本植物,是一种非常有趣的食虫植物,它的茎很短,在叶的顶端长有一个酷似“贝壳”的捕虫夹。捕虫夹内长了几对细毛,是它的感受器,且能分泌蜜汁,当有小虫闯入时,能以极快的速度将其夹住,并消化吸收。根据捕虫草的捕虫原理,莫森制造类一个机器捕蝇草,他的捕蝇夹内有两对细毛状的传感器,一旦虫子碰到一根细毛,传感器就产生电流并出发动力开关,机器捕虫草就合起捕虫夹,然后捕虫夹分泌酸液消化虫子。消化之后,能力转化成电能储藏起来,为下一次捕虫提供能量,从这个过程我们不难看出,机器捕虫草和一般的自动化机器的最大差别就是,他可以做到能量自给自足,不需要人们给他提供额外的电能,虫子越多,它的动力越强,越能捉到更多的虫子。
c.
猪笼草属于热带食虫植物,原产地主要为旧大陆热带地区。其拥有一个独特的吸取营养的器官——捕虫笼,捕虫笼呈圆筒形,下半部稍膨大,笼口上具有盖子,因其形状像猪笼而得名。猪笼草叶的构造复杂,分叶柄,叶身和卷须。卷须尾部扩大并反卷形成瓶状,可捕食昆虫。瓶状体的瓶盖复面能分秘香味,引诱昆虫。瓶口光滑,昆虫会被滑落瓶内,被瓶底分泌的液体淹死,并分解虫体营养物质,逐渐消化吸收。美国哈弗大学的研究小组收到猪笼草的食肉性植物的叶子的启发,开发了一种超滑材料,这种材料几乎排斥一切液体,当材料表面受到损坏时,很快就会进行自我修复,并不影响它润滑的能力,人类的自净窗花和“完全不粘锅”将梦想成真。并且人们还根据其捕虫笼的形态设计了脚踏垃圾桶及灯具都非常实用且美观。
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a.
很久很久以前,世界上没有伞。那时候,人们出门很不方便。夏天,太阳晒得皮肤火辣辣地痛。下雨天,把衣服淋得湿漉漉的。鲁班想帮人们解决这个困难,心里很着急。鲁班动了好多脑筋。后来,他跟几个木匠一起在路边造了一个亭子,亭子的顶是尖尖的,四面用几根柱子撑住。接着,他们隔一段路造一个亭子,造了许多亭子。这样,走路的人就方便多了。下雨了或是太阳晒得难受了,就进去躲一躲,歇一歇。鲁班给大家办了件好事,大家都很感激他。可是鲁班自己挺不满意。他想,要是雨下个不停,那该怎么办呢?人总不能老蹲在亭子里不走哇。还得再想办法!为了这个事儿,他吃饭不香,睡觉不安。鲁班想了许多天,还是没有想出来。
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