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魔术贴吊起两吨汽车,《加油!向未来》揭自然仿生学

环球辅料网 / 2017-12-04

     你知道蜻蜓翅膀的原理,改善了飞机飞行时产生的剧烈抖动吗?你知道挖掘机的悬臂,是根据鹤的形态仿生发明的吗?你知道潜水艇的原理是来自鱼鳔吗?上周日黄金档央视综合频道播出的《加油!向未来》第二季,节目组以怪力魔术贴实验为例,形象生动地说明了仿生学在人类生活中的妙用。

苍耳粘在衣服上苍耳粘在衣服魔术贴吊起商用车

  魔术贴吊起汽车引发全场尖叫,小小苍耳却是其中原理

    一辆重达2.5吨的商用车,六组魔术贴可以将其吊起吗?这个看似不可思议的实验,出现在大型科普节目《加油!向未来》第二季第三期的现场。众所周知,魔术贴的妙处在于,相贴在一起产生自然粘力,用手一拉又会自然分离。这样快速粘贴分离的功能,使得魔术贴被广泛应用于包包、衣服、饰品上。

     正是得益于如此强大的贴合功能,六组魔术贴才能将一辆商用车高高吊起,瞬间引发了现场观众的尖叫。在节目现场,科学助手邓楚涵也通过显微镜解释了魔术贴有如此神力的原因。原来,魔术贴的两面由钩面和毛面组成。钩面侧分布着一排排细钩,而毛面这一侧则是一团团簇拥在一起的毛。当成百上千个钩贴着相同的数量的毛时,它们所产生的力量承受住了来自汽车的巨大拉力。

      而更加趣味的是,魔术贴的发明则是一个无心之举。瑞士工程师乔治-德-麦斯打猎回家后,无意间发现自己的衣服上粘了一些苍耳。他用显微镜观察苍耳后发现,苍耳长有一种勾状结构,可以粘附到织物上。而织物的表面正是毛面,于是他就想到用勾子去固定毛面。由此,乔治-德-麦斯发明了魔术贴。实际上,乔治-德-麦斯向大自然学习、发明创造,这就是仿生学的典型案例。

防毒面具与野猪鼻子防毒面具与野猪鼻子

  防毒面具源于野猪鼻子,仿生学其实很好玩

     在漫长的人类发展史中,人类从未停止过向大自然学习。在第一次世界大战期间,德方为扭转不利的战局,向英法军队集结的阵地上施放了180吨氯气,使得5000名士兵当场中毒,8人死亡。而事后,科学家在对毒气大战的地段进行考察取证研究时,发现阵地上大量动植物死亡,唯独一群野猪安然无恙地活下来。

     经过研究和实验,科学家发现野猪习惯用嘴拱地。在德方施放毒气时,野猪将鼻子埋在土地里。松软的土壤颗粒吸附、过滤了毒气,使它们幸免于难。而根据泥土能滤毒的原理,科学家选中了既能吸附有毒物质,又能使空气畅通的木炭。至此,世界上首批仿照野猪嘴形状的防毒面具就问世了。

     谁能想到防毒面具的发明居然是源于一群坚强的野猪呢?而有趣的仿生学发明,自然不止于防毒面具。无论是街边小贩还是吃瓜群众,每每收到百元大钞,都要在阳光下仔细辨认防伪标志,以防收到假币。可是你知道吗?纸币防伪技术正是源于蝴蝶翅膀的颜色。

人民币识伪标识人民币识伪标识

     科学家通过研究大凤蝶发现其翅膀颜色本来是黄色和蓝色,但在一般人眼中,它却是绿色。原来在显微镜下,蝴蝶翅膀上有很多很小下凹的小坑,小坑底呈黄色,而坑的斜坡上是蓝色。当阳光照射在蝴蝶翅膀上的时候,由于发生光的折射作用,人眼看到的蝴蝶便是绿色。根据这个现象,人们在纸币或信用卡上也设置了许多小坑。无论假币有多么逼真,都难逃光学设备的“法眼”。

     强大功能的魔术贴源于自然界中平凡的苍耳,防毒面具的发明也与生命力顽强的野猪分不开关系,就连人民币的防伪技术也是源于蝴蝶翅膀的颜色,这或许就是仿生学的魅力。宇宙无穷,需要人类不断地向自然进行学习与探索。科学无边,也需要我们永葆好奇心,去发现去提问去思考。加油!向未来,科学一起猜!