来自“动物世界”的发明灵感

窦光宇

科学家的许多研究和发明成果，往往来自动物的启示。无论是昆虫还是巨兽，都可以为人类发明激发灵感、引领思路。

“独角仙”带来启示

独角仙又称双叉犀金龟，是一种体大而威武的昆虫。不包括头上的犄角，独角仙体长可达35～60毫米，体宽18～38毫米，呈长椭圆形，脊面十分隆拱，体色为栗褐到深棕褐色，外壳坚硬无比。

独角仙虽然个头很小，却能够搬动自己体重850倍的物体。此外，它还有变色特性，随着外界空气变潮湿，其外壳的颜色由绿色变成黑色。科学家对于它的外壳变色功能颇感兴趣。比利时的一项最新研究揭示了独角仙奇特的外壳变色特性，并利用这一特性设计出能够有效探测湿度变化的新型“智能材料”。利用对独角仙的这项生物形态学研究，能够帮助科学家采用电子成像扫描技术对微型结构建立三维图像，用于食品加工行业监控湿气指数。

科学家还研究了独角仙成虫前翅的结构，得到了甲虫前翅及其小柱结构的简易模型，设计开发出轻量型仿生复合材料。观察结果表明：独角仙前翅为具有以小柱为中空层的夹芯层状三合板结构，这种结构为一种轻量型的复合材料板材；小柱中的纤维通过大于90度弯曲与上层及下层中的纤维相连接，这种结构对层状纤维强化的复合材料可以极有效地提高层间的抗剥离性能。

小白鼠和“人造血液”

1966年的一天，美国医学家克拉克在实验室里聚精会神地做研究，身旁桌子上放着一种特殊的氟碳化合物液体。不知道从哪里跑出一只实验用的小白鼠，一下子掉进盛有氟碳化合物的容器里。小白鼠浑身上下湿淋淋的，在溶液里顽强地挣扎着，克拉克博士将它捞了出来。小白鼠得救后，在克拉克面前从容地抖了抖毛，一溜烟跑掉了。克拉克想，小白鼠在氟碳化合物溶液里，不仅没有被淹死，反而精力更加旺盛。克拉克开始对氟碳化合物进行研究。他发现这种溶液具有相当强的含氧能力，以至超过血液的两倍。后来，另外一位科学家将氟碳化合物溶液代替血液，输进小白鼠身体内，小白鼠仍然活了一段时间才死去。

在这些成果的基础上，日本等国的科学家又进行了更加深入的研究，终于研制出类似血液的人造血，并且用于救治病人和伤员。人造血不受血型限制，可用于各种血型的人，输血后不会发生严重的溶血反应，特别是在抢救情况下，可以不查血型、不做交叉配血试验就可以马上使用，对大规模的现场急救，更是简便、快速。人造血容易保存，不会发生交叉感染，不会有细菌或病毒的混入。因此，人造血液大有用武之地。

“壁虎胶带”神通广大

壁虎是“最能爬墙的动物”。它能够自如攀墙，倒挂悬梁，能攀附在各式各样的材料上面。甚至在水里、真空环境及太空中都能行走自如，所经之处不留任何痕迹。壁虎的脚上“功夫”真可称得上是“自然的杰作”。几千年来，不少人试图揭开壁虎爬墙的奥秘。

近年来，美、英、俄等国的研究人员，经过努力探索，相继揭示了壁虎在墙上爬行的秘密。科学家在显微镜下发现，壁虎脚趾上约有650万根细毛，每根细毛直径约为0.2至0.5微米，约是人类毛发的直径的十分之一。细毛的长度为4～10微米，大约是人类毛发直径的2倍左右。毛发前端有100～1000个类似树状的微细分枝，每分枝前端有细小的肉趾，能和接触的物体表面产生吸附作用力。这个力虽然很小，但是，当壁虎脚上所有的细毛都与固体表面充分接触时，它们所产生的粘着力就会超过许多人工黏合剂能够产生的力量。据测定，壁虎脚上650万根细毛拿部附着在物体表面时，可以吸附133千克的物体，相当于两个成人的体重。

壁虎的奇特性能给人类极大的启示。科学家研制的壁虎胶带，使人们可以在墙上如履平地，自由行走。测试结果表明，这种人造胶带所具有的黏性足以支撑一个成人的体重。壁虎胶带利用细毛黏性原理进行工作，可以重复利用，而不像其他胶带那样用一次就失效。壁虎胶带可以应用在航天、航海、水下探测、医学等重要领域。