苍蝇的复眼曾经启发过人类,人类利用苍蝇复眼的结构发明了一种可以在一瞬间拍摄900多张高清照片的相机 。
文章插图
那么防水的一些产品则来自“荷叶效应” 。荷叶的表面有纳米级别的细胞,荷叶的细胞上也有一些疏水的晶体,这些结构使荷叶具有疏水性 。事实上,有许多基于生物结构和功能的发明 。
子弹头列车与翠鸟
文章插图
早在1963年前后,东京奥运会开幕前,日本发明了历史上第一列子弹头火车,这是当时速度最快的列车,时速230公里 。当时欧洲火车的最快速度是每小时160公里 。子弹头火车的成功,重新燃起了世界各地建设高速列车的热情 。然而,一开始,列车发出的巨大噪音远远超过了环境标准,导致日本居民大量投诉 。当时,火车的前部是一颗圆形的子弹 。当列车高速进入狭窄的隧道时,列车前部周围的空气将“推动”列车前部的空气,形成压力波 。火车一离开隧道,压力波就会冲击出口外的空气,发出巨大的轰鸣声 。这种噪音在离隧道400米远的地方可以听到 。
日本有个规定,居民区附近的噪音不得超过75分贝 。如果动车组的噪音问题无法解决,列车只能在通过居民区时减速,这显然非常不方便 。但是,如何解决呢?一个解决方案是改善隧道,但项目庞大,成本太高 。现在为止只有一个方法那就是:改进前端的车头 。
当时,设计子弹头列车的工程师也是鸟类观察者 。他想到了翠鸟 。当翠鸟捕鱼时,它会从阻力较小的空气中冲入阻力较大的水中 。它也会经历阻力的急剧变化,但只会溅起少量的水 。秘密在于翠鸟有一个流线型的长而尖的喙 。它离脸越近,喙越宽,这样水就可以顺利回流 。
文章插图
根据翠鸟鸟喙的奇特形状,科研人员重新设计了火车头前面部分,并在1998年开始使用 。实践证明,改进后的列车速度比原设计提高10%,电耗降低15%,噪声级达到75dB标准 。
文章插图
鲸鱼的鳍能“发电”
美国生物学家K.fish在波士顿的一家礼品店看到了座头鲸雕塑 。令生物学家惊讶的是,座头鲸的胸鳍雕塑 。胸鳍这个部位也是鳍的一种 。它几乎是所有鱼类的游泳器官,这就好比是高等脊椎动物的前肢 。大多数鲸鱼和其他鲸类的鳍的前缘是光滑的 。这样的设计更符合空气动力学,因为光滑的物体表面,产生的颗粒摩擦才越小,才能更好地通过 。
文章插图
然而,座头鲸的胸鳍却大不相同 。它的胸鳍长达5米,这就相当于自身长度的35%,在移动中会起着至关重要的作用 。座头鲸的胸鳍上有一些特殊的突起,称为结节,并不平滑 。为什么?
通过反复试验,研究人员发现座头鲸不均匀的胸鳍可以有效地减少阻力,帮助水分子快速通过 。原因是翅片前缘的结节形成了一个低压区域,当水或空气流经该低压区域时,会产生许多小漩涡 。这个小漩涡不仅可以减少阻力,还可以为座头鲸提供更多的浮力 。
文章插图
受此启发,研究人员发明了用于风力涡轮机的鲸鱼鳍叶片 。现在,尽管风力涡轮机遍布世界各地,为人类提供稳定的风能,但仍存在许多问题 。首先,它的生产效率不高,还会造成噪音污染 。鸟类也将成为旋转叶片的受害者 。新型风电机组的涡流叶片被改造成驼背鲸胸鳍那样的凸形结构,不仅可以提高气流的流动效率,还可以更好地在强气流中保持稳定性,减少噪声污染 。
- 古代令人毛骨悚然的刑罚!用动物杀人
- 汉高祖刘邦称帝前人们为何称他为沛公
- 揭秘汉景帝太子刘荣被废之谜
- 动物医学专业成人自考 动物医学
- 鼩鼱是保护动物吗 鼩鼱属于保护动物吗
- 公共场所卫生检测第三方 理发店卫生检测第三方
- 浅谈《三字经》中的那些名人们五子登科窦禹钧
- 动物界的繁殖方法 动物界的繁殖方法有哪些
- 海洋里哺乳动物有哪些动物 哺乳动物有哪些动物
- 动物的耳朵有什么作用和特点