罗勇锋分享 http://blog.sciencenet.cn/u/csu

博文

仿生材料,前途无量

已有 7006 次阅读 2009-7-27 20:18 |个人分类:科研交流|系统分类:科普集锦

  朋友,如果有人问你:“牛吃什么?”你一定会轻松地回答:“吃草啊,难道不是吗?”是的,这个问题太简单了,但是进一步问:“牛角是坚硬的,吃进去的草料等食物,是怎么转化成如此坚硬的牛角呢?”这个问题你能回答吗?类似这样的问题还可以提出一大串,例如:“老鼠吃什么?吃的东西怎样变成如此坚利的鼠牙?”“甲壳虫吃什么?吃的东西怎样转化成又轻坚固的外壳的?”“蜜蜂吃什么?吃的东西怎么能变成那么轻盈柔韧的翅翼?”等等。也许自古人类就存在这样的疑问,只是一直没有得到答案。如今,由于电子显微技术、基因工程等新科技的突破和发展,探索自然界这些深层奥秘的大门正在被人类打开,一个全新而美妙的神秘世界即将展现在人们眼前。

  最新科学研究指出,生物体都是由少数很简单的物质构成的,诸如糖、蛋白质和水之类。生物体的不同部分,从柔韧的皮肤、肌肉、须毛,到坚硬的骨骼。鳞角、甲爪,材料性能如此多样、如引优异,关键在于人原子排列成分子、及从分子组合成纤维、晶体等“半成品”,在结构上的千差万别,就是这么几种很简单的“原材料”,由于结构的奇巧精致,形成了各种优越奇特的性能。譬如鲍鱼具有极坚硬的外壳,而它的食物只是海水中的坐土,也就是碳化钙而已。普林期顿大学的研究人员,在电子显微镜下观察鲍鱼壳极为坚硬:又由于这一层层碳化钙象砌墙的灰浆。由于极有规律排列的碳化钙靠化学键结合起来,所以鲍鱼壳极为坚硬:又由于这层层碳化钙能在有机蛋白质上滑动,因此鲍鱼外壳硬而不脆,很有韧性,能在变形变态之时也不破裂,真可谓精妙绝伦哪!

  破解生物体构造的这些奥秘,最直接的目的就是研制新型的“仿生材料”。普林期顿大学模仿鲍鱼壳的微观结构,将铝分子充满在碳化硼分子之间,已初步研制成功新型的陶瓷材料,既坚硬又柔经以外,还可以感测并适应周围环境的变化,如果飞机机翼材料具有这种性能,遭到损害时能够感知并自行修复。具有和生物机体相同弹性的材料,伸缩自如,能成功地用来制作人工动脉,等等。破解生物体构成之谜,研制仿生材料的路还很漫才,目前人类只不过刚刚起步前行而已,但是仿生材料的前途似锦,却是绝无疑义的。

摘自《科普伴你行》

 



https://wap.sciencenet.cn/blog-56048-245936.html

上一篇:常用的十七大学术搜索引擎
下一篇:欢迎访问我的课题组网页
收藏 IP: .*| 热度|

0

发表评论 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-4-28 21:33

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部