榴蓮電容器、竹子材料……2020年，那些受自然啓發的“仿生髮明”_風聞
Science_北京-不惧过往，不畏将来！2020-12-29 17:36
原創 科學大觀
**
人類依賴自然環境生存。大自然也是很多前沿科技的靈感源泉。
大自然不僅為人類提供了賴以生存的環境，還以許多意想不到的方式激發了科學發現。
仿生學研究所科學家Lex Amore説：“自然是科學靈感的源泉，因為它發現了地球支持生命的方式。我們應該依靠那些已經在數千年中取得成功的生物藍圖，更快地啓發創新性設計。”
能為電動汽車充電的榴蓮、能製造高性能宇宙飛船的海綿……科學家們對本年度受自然啓發的科學發明做出簡要總結。
“寄生蜂之針”
寄生蜂具有空心針狀的產卵器，通過該組織，這種可怕的昆蟲能夠將蜂卵注入毛蟲等活體宿主體內。
《生物工程與生物技術前沿》雜誌報道，荷蘭代爾夫特理工大學的科學家在分析了寄生蜂產卵器的輸送機制後，設計了一種由滑動棒組成的“寄生蜂之針”。這種新型針頭能夠深入機體深處，注射藥物或清除有害物質，以微創方式切除腫瘤和血凝塊，從而縮短患者的康復時間。
“蛛絲透鏡”
蜘蛛用蛛絲捕獲獵物。科學家用蛛絲、樹脂和蠟等，在紫外線輔助下製造出了“蛛絲透鏡”。這種光學透鏡的尺寸和紅細胞接近，能夠用於觀察病毒等納米級物體。
蜘蛛絲可用於製作光學透鏡。
此外，蛛絲透鏡是由天然無毒材料製成的，具有很高的安全性。相關研究成果刊登在《應用物理學雜誌》中。
“海綿航空器”
《自然•材料學》雜誌發文稱，太平洋深處的複雜網狀海綿“阿氏偕老同穴”（VFB），為更堅固的摩天大樓、更長的橋樑和更輕的宇宙飛船提供了建造新思路。
科學家們發現，與傳統設計相比，VFB的管狀骨架結構具有更高的強度-質量比，因此抗壓性及穩定性更佳。
論文作者、美國哈佛大學科學家James Weaver説：“我們對海綿骨骼系統的構效關係研究已經超過20年，但VFB又給我們帶來了新驚喜。”
“水果電容器”
對於榴蓮，人們的評價可謂兩極分化：有的人認為它多汁可口，另一些人卻覺得它臭不可耐。
能用世界上最“味兒”的水果給手機充電嗎？
《能量存儲雜誌》報道，科學家開發了一種基於榴蓮的氣凝膠。這種極輕多孔材料可用於解決手機和電動汽車的充電問題。
“氣凝膠是一種‘偉大的超級電容器’，它與平穩釋放能量的蓄能器類似。”澳大利亞悉尼大學副教授Vincent Gomes解釋説，“電池大小的超級電容器設備就能快速存儲大量能量。它能夠在幾秒鐘內讓手機、平板電腦等電子設備滿電‘復活’。”
“竹子構築塊”
大部分汽車、飛機和建築物都是由鋼材、混凝土製造的。現在，竹子作為一種多功能建築材料引起了科學家的熱切關注。如何才能讓竹子足夠堅實耐用呢？
用微波處理後，竹子的強度能夠增強一倍。
《ACS Nano》雜誌報道稱，科學家已經找到了答案。他們通過部分去除木質素和微波處理，使竹子的強度幾乎翻倍。新發現將使竹子這種質量輕、生長快的可持續材料更受歡迎。
Amore説，從森林到深海，自然界中還有很多“智能系統”有待開發。他説：“仿生技術讓我們獲取了自然智慧，而在應用仿生技術的過程中，我們不僅是在進行自我治癒，也是在治癒這顆藍色星球。”
（部分圖片來源於網絡）
◎編譯 | 德克斯特
◎審稿 | 西莫
◎責編 | 陳之涵
◎期刊來源 | 《生物工程與生物技術前沿》、《自然•材料學》、《應用物理學雜誌》、《能量存儲雜誌》、《ACS Nano》
◎期刊編號| 0006-3592，1476-1122，0021-8979，2352-152X，1936-0851
◎原文鏈接：
https://phys.org/news/2020-12-treasure-crayfish-shells-energy.html
版權聲明：本文為原創編譯，中文內容僅供參考，一切內容以英文原版為準。轉載請註明來源。