仿生学设计及其与生活的关系,仿生学

仿生学设计及其与生活的关系

石油化工学院化学工程与工艺（1）班高斌基10160118 摘要：

本文将列举出生活中的仿生学例子及该项仿生技术对人们生活的革新。这些仿生学例子被应用于生活、航空、航天、建筑等各个方面，充分展示了仿生学的魅力。同时，文章将展望仿生学，主要从于人类息息相关的生物固氮和光合作用两方面展望。关键字：

苍蝇振动陀螺仪萤火虫人工冷光建筑宇航服蝴蝶生物固氮光合作用

仿生学，一门古老而又新颖的学科。仿生学一直受到人们的重视。很多在生活、科研、生产实践中人类难以解决的问题，大自然却很容易并且完美地将其解决。人类从大自然中获得利益间无可估量。只要你有一双聪慧的眼睛去欣赏大自然，去仔细聆听大自然，人类将从大自然中获得很多宝贵财富。

仿生学与生活息息相关，令人讨厌的苍蝇与雄伟的航天事业似乎风马牛不相及，但仿生学却把它们紧密的联系起来了。苍蝇是没有“鼻子”的，它靠什么来充当嗅觉？原来苍蝇嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。内含有上百个嗅觉细胞，若有气味进入“鼻孔”，这些神经细胞立即把其为刺激转变成电脉冲，并迅速送往大脑，大脑可判断出不同气味的物质。由此仿生学家将活苍蝇作为气体分析仪的探头，将苍蝇的电脉冲信号经电子放大电

路放大后送往计算机。这种气体分析仪可用于宇宙飞船的座舱、潜水艇和矿井里有害气体的检测报警。对于采矿、采煤业来说，瓦斯气体抑止着该行业的发展及人民的生命安全，因此这种气体分析仪将为该行业带来空前的革命，人民的生命安全得到保障。苍蝇的楫翅是个（平衡棒）是个天然“导航仪”，人们模仿它制成了“振动陀螺仪”，这种仪器目前应用于火箭和高速飞机上，实现了自动导航。

自爱迪生发明电灯以来，人类结束了煤油灯生活，从此生活变得丰富多彩。电灯只能将电能的一部分转变为可见光，其余大部分都耗散在空气中，而且电灯的热射线有害于眼睛。大自然中能够发光的生物是很多很多的，萤火虫就属于其中的一类。萤火虫发出的冷光不仅具有很高的发光效率，而且发出的光线一般都很柔和，很适合人类的眼睛，发光强度也比较高，因此，生物光是人类一种了想的光。对萤火虫解剖分析后认为，萤火虫位于腹部的发光器内含有荧光素、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，与氧气化合便可发出荧光。萤火虫的发光实质是将体内的化学能转化为光能。因此科学家先后分离出了荧光素和荧光酶并利用化学方法人工合成了荧光素和荧光酶。有荧光素、荧光酶和ATP（三磷酸腺苷）和水混合而成的生物光源应用于充满瓦斯气体的矿井中充当闪光灯，因生物光源不需电流，因此不产生磁场可用于在消除磁性水雷时的照明。

五彩蝴蝶锦色粲然，是一道亮丽的风景线。不仅如此，蝴蝶

是伪装专家，在花丛中很难被发现。科学家通过对蝴蝶似的研究为军事防御带来了极大的裨益。这属于伪装技术，一种有效的保护色。在大自然中很多生物都有保护色，甚至其体色随季节的变化而变化。如雷鸟，在夏季它的体色很暗像树枝的颜色，冬季是白色的。

蜻蜓可是飞行专家。蜻蜓可通过振翅产生不同与周围的大气局部不稳定气流，并利用气流产生的涡流是自己上升，它可以向前向左右飞行，飞行时速可达72km/h。飞机在高速飞行时，常会引起剧烈震动有时会折断机翼而引起飞机失事。蜻蜓依靠翅痣在高速飞行时安然无恙，人们仿效蜻蜓在飞机及以上平衡重锤解决了这个棘手问题。

生活中有许多事物的发明各类难题的解决在很大程度上是仿效大自然，仿生学把人类的目光回归了大自然，从中获得了很多启发，为改善人类的生活提供了很多素材。仿生，需要一双敏锐的眼睛来欣赏大自然，并且具有不一般的逻辑思维，尽可能的超乎想象，没有什么不可能的，在仿生学中一切皆有可能，任何微小的灵感都有可能带来人类一场空前的革命。

任何微小的灵感都会产生奇异想法，有了的想法后我们就应该用汗水来换取硕果，没有那一次仿生在床上诞生的。展望仿生学的未来，仿生学必将与人类生活密切相关。如光合作用、生物固氮。光合作用是植物、藻类利用叶绿素等光合色素和某些细菌利用其自生细胞本身，在可见光照射下将二氧化碳和水转化为有

机物并释放氧气的过程。然而人类却无法在实验室完成模拟光合作用的实验，为此我们应向大自然学习，如果解决这一问题，粮食危机问题就会迎刃而解了。

生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气转化为氨的过程。人类利用化学方法合成氨：

Ｎ２＋3Ｈ２→2ＮＨ３

该化学反应需要催化剂、高温、高压条件，还需要不易得氢气，这对设备的要求很高并且耗费大量能量，而根瘤菌、圆褐固氮菌却能轻松的完成这一过程，着同样需向大自然学习，解决这一问题将会为社会带来不可估量的经济效益。仿生学必将为造福人类做出更大的贡献。