海洋动物与仿生应用

来源:石伙   发布时间:2015-05-21 02:22:17 

仿生学是利用自然界动物的特性和习性来研究其特性应用的一门科学。生活在海洋中的动物是科学家们研究仿生应用的重要动物种类。

金枪鱼 金枪鱼是海洋鱼类动物中运动速度最快的动物之一,它们捕食时可以达到约80公里的时速。在美国麻省理工大学,科学家们以金枪鱼为模型,制造了一条名叫“查理”的1.2长的机器鱼并进行了测试。研究成果为水面船只提供了鳍类推进方式。科学家们还研究了金枪鱼的皮肤,希望能获得更好的流线特性。科学家们已经把研究成果推向了技术方面的应用。

鲑鱼 鲑鱼能够在湍急的水流中生活,它能以闪电般的速度启动,从不动的状态立即达到14公里的时速。它们为什么能够做到这一点呢?科学家们发现,鲑鱼在加速时每秒能摆尾15次,除了尾巴摆动的频率以外,鲑鱼越大、越长就游得越快。结合鲑鱼的形体性能和尾部性能,科学家们开展了一系列研究。

企鹅 企鹅在水中异常灵活。为寻找流线型的理想模式,科学家们把微型测量仪器装在企鹅背上,记录下它每天的运动距离、深度和速度。为了拍摄照片,科学家们还在南极安装了一个特殊的水道。通过进一步的实验,科学家发现企鹅的运动与鱼类不同,它几乎只靠鳍来推进自己,企鹅的身体已经进化成了大体积、小阻力的优化典范。而且它的身体在水中几乎不改变形状,这些研究成果使模型实验变得更为简单。

鲨鱼 鲨鱼在海洋里已经生活了3.5亿年,能达到超过70公里的高时速。科学家在显微镜下检查深海鲨鱼的皮肤时意外地发现,鲨鱼的鳞屑是扇形的,而且有小槽。科学家们把数百个模型鳞片按不同的角度装配,形成了一个人造的测试表面。测试的结果表明,这种粗糙表面的摩擦损失比光滑表面还要小10%。这种仿生皮肤被用来包裹“空客”飞机的外表面,使每架飞机的年燃料消耗减少350吨。如果每年来往于世界各地的飞机都装上这种皮肤,节省的燃料价值可达数十亿美元之巨,造成温室效应的二氧化碳和氮氧化合物也将会大大减少。

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