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5、仿生農藥：物競天擇，適者生存。草木面對病蟲害的侵襲，并非束手就擒的無能之輩。新生的嫩芽是害蟲的美餐，但有些害蟲一經取食即自取滅亡，因為草木中潛藏著種種“秘密武器”，這被叫做“防衛素”；在業已長大的枝葉中，大量積存單寧，被叫做“拒食素”；在遭受病蟲攻擊后，樹木可生產種種抗生素，使病蟲喪失生育和生存能力；有些植物還能分泌“光敏素”，害蟲吃下這種含有光敏感素的枝葉會變得十分怕光，無法找到安身棲息的場所。和化學農藥比較，植物分泌的殺蟲物質不僅具有高效的殺蟲功能，而且不危及人畜，不損傷害蟲的天敵，不污染環境。可見，模仿植物殺蟲物質，開發仿生農藥，是有無可估量的效益和前景的。使用化學合成的方法，模擬植物殺蟲物質合成和分泌的基因切割出來，置入能高速增殖的單細胞生物體內，大量生產生物殺蟲物質，提煉仿生農藥，供應農業需求。 9 t" r$ q: j6 b . {( F4 D$ o( m0 N- ^1 ?2 f l
1 n! w/ _& j, b7 A: u9 A! X% J6、飛蓬草和車輪：飛蓬草屬于菊科，是二年生的草本植物，它的莖直立，可以高達60厘米。每逢夏季開花，花色呈淡紫色，頭狀花序排列，有的像傘房，有的像圓錐。它生長在山坡、草地、牧場或林帶邊緣，是野外常見的植物。它的莖、葉可以提煉芳香油，在我國古代許多著名的草藥書中都有記載。飛蓬草的學名是蓬，并不會飛，之所以得名飛蓬草，是由于在花枯萎之后，它的根便斷開，從而遇風便在空中飛旋，其形貌仿佛是哪吒的風火輪，傳說，四千多年前，我們聰明的祖先正是受到了飛蓬草的啟發，發明輪子的。有史為證，“見飛蓬轉而知為車”，即見到隨風旋轉的飛蓬草而發明輪子，從而做成裝有輪子的車。 . T; v. |7 `+ F: U# ~1 p
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7、鋼筋混凝土結構和根系：歲月的年輪定格在1805年，那時候，還沒有鋼筋混凝土結構的建筑，在當時的法國，有一位園藝師，名叫約瑟夫·莫尼埃，他常常為園藝場中水泥制成的蓄水池和花壇經常被撞壞的事情而煩惱，卻又苦于沒有好辦法來解決。一日，他推著裝滿花的車，邊推邊失神地想著，不知不覺，竟又撞上了花壇。唉，不僅再次撞壞了花壇，幾盆花也甩出車外，花盆摔得粉碎，郁悶至極的約瑟夫上前去收拾殘花，值得慶幸的是，花的根部完好，泥土被根緊緊地箍著，還保持著花盆的模樣。看到此，約瑟夫茅塞頓開，既然植物的根系能夠使松軟的泥土變得堅固，那么，如果在水泥里面摻上類似于根系的東西，水泥不是可以更堅固了嗎？于是，他試著用舊鐵絲仿造植物的根系織成交叉結構，再用水泥、石子澆鑄在一起，砌成花壇、水池。鋼筋混凝土結構由此誕生了。 ( T2 C. d3 X0 V- E5 {" R2 s! A * j) \7 z0 N% m4 p: H& h
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8、音樂給種子做磁療：音樂可以給植物種子做磁療，從而促使其生長發育。目前，遼寧省大連市在農村開始推廣這項物理農業新技術——聲波助長技術。它是通過對植物施加特定頻率的諧振波，使植物產生生理共振，從而加快植物體活細胞內生物電流的運動速度，促進植物生長，提高作物產量。據遼寧省農業部門介紹，推廣物理農業技術，大力發展物理農業，改變目前單純靠施化肥、噴農藥的化學農業生產模式，對農業健康可持續發展具有十分重要的意義。據了解，瓜果蔬菜聽了聲波助長儀放出的特定頻率的音樂后，生長周期縮短了，產量提高了，口感好了，連病蟲害也少了許多。專業人員對大連市長海縣的6戶實驗戶進行了測算，他們發現，配備了聲波助長儀的瓜果蔬菜平均增產15%以上。同時，遼寧還在一些地區推廣了玉米種子磁化器，經過對比試驗，經過磁化的玉米畝產量達到650千克，比未經磁化的玉米畝產高出12%以上。 4 Z3 K/ K: q/ O- x
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9 i% k5 ~) s, C8 j4 A/ s9、光合作用和仿生化妝品：我們知道一棵喜光的植物放置室內，綠葉會慢慢地枯萎，掉落。在室外的綠色植物葉子卻翠綠欲滴。這是為什么呢？原因在于，室內植物綠葉的衰落是因為缺少陽光和空氣，室外的植物綠葉充分享有陽光和空氣，所以油綠飽滿。為什么陽光和空氣對植物的生長那么重要嗎？奧秘在于，陽光照射在綠葉上，綠葉可以通過光合作用把太陽能轉變成體內的生物能。綠葉不怕干燥，因為它可以凝聚空氣中的濕氣并保持水分滋養自身，這就是綠葉在陽光下的秘密。依據綠葉光合作用原理及人體膚質特點，技術人員研制出一種仿生護膚產品，使用它后，白天，肌膚不僅不怕陽光照射，反而可以把太陽能轉化成有效營養成分，促進肌膚細胞再生；夜里，活性聚濕因子可以凝聚空氣中的濕氣，滋潤皮膚，使肌膚不會缺水，水分充足，肌膚就顯得嫩滑，閃動著光澤。被稱為第四代化妝品的仿生護膚品是智能化的產品，具有生物技術、抗衰老和保鮮包裝三大特點，代表了21世紀化妝品的發展方向。 , Q7 k+ }+ s' |9 B ( s' {8 b/ H8 E! i7 c; r
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10、光合作用與綠色能源：綠色植物在光的照射下，能合成有機物，把光能轉變成儲藏于有機物的化學能，這就是光合作用。光合作用的產物，是動物和人類食物的來源，而且人們穿的、用的，也直接或間接地依賴光合作用。人工模擬光合作用，一直是科學家們夢寐以求的理想，各國科學家正從兩個方面進行人工模擬。一是人工固碳模擬。他們模擬綠葉利用太陽光把二氧化碳和水轉變成碳水化合物。這種模擬一旦成功，就可以為人類提供人造糧食了。另一個是光解水制氫模擬，科學家們用光合反應分解水、放出氫的道理，利用陽光從水中獲得能源物質，一旦能利用光合作用獲得氫能源，將改變世界能源結構，引發動力工業的革命。 1 |8 ~+ m8 V6 E* {+ d8 Y
, i0 _; N. u% z) d ) \+ a" P7 d: j- o- H 作者: hwyang714 時間: 2009-8-26 21:05
11、含羞草與小腸內視鏡：含羞草在受到刺激后會在最快時間內“通知”全體葉片和葉柄，這是怎么回事呢？仔細觀察，就能看到在含羞草的小葉片和葉柄、葉柄和莖相連接的部位有一個膨大的部分，它就是含羞草對刺激反應最敏感的部位，叫葉枕。葉柄里充滿了水分，并保持很大的壓力，當你用手指去碰含羞草的時候，葉枕下部細胞里的水分，馬上向上部和兩側流去，于是葉枕上半部分鼓起來而下半部分就癟下去了，葉柄就低垂下去。葉柄原來是淡綠色，當含羞下垂時，葉柄顏色立即加深，變成深綠色，這就是因為水分分散流開的原因。受到啟發的，日本奧林巴斯公司的科研人員研制出了一種可以伸到小腸里的內視鏡，在內視鏡的筒狀部分使用了一種與含羞草葉片表面結構相似的彈性膜材料，它在腸道液體的壓力下，會沿著軸向自動伸長或者彎曲，從而使得內視鏡的筒狀部分與腸道保持統一形狀，從而減少檢查中腸道的排異感。小腸內視鏡除了是一種檢查工具之外，它也是一種治療性工具，對于小腸正在出血的病患可作為止血工具，對于小腸息肉則可作為息肉切除工具。 % l! O0 g8 S! g2 \+ Q- A1 {4 u8 D
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8 T/ Y7 B4 C) m/ j' N, x12、秸桿與夾芯板：秸桿在農村又可以喂豬又可以做柴火燒。秸桿的主要成分是粗纖維，粗纖維的外圍基質為木質素，它起著賦予纖維機械強度以及保護纖維素免遭微生物及酶攻擊的作用。根據這一結構，科研人員發明了夾芯板。秸桿類物質外壁是質地堅韌的木質素，它可以有效保護內部質地柔軟的粗纖維。那么，這種結構有什么用呢？一些建材公司的工程師開始動腦筋了，思來想去，他們根據秸桿的結構和質地的特點，發明了夾芯板。小朋友，你知道夾芯板是什么東西嗎？夾芯板的面層常采用金屬薄板，芯層則選用硬質泡沫材料，金屬面層除承受荷載外，還可保護芯層，使其免受損傷；而芯層除保溫隔熱和隔音外，還可將兩個面層連接成整體，共同隨外荷載。由于夾芯板具有良好的結構性能，近年來在建筑圍護結構中的應用日趨增長。夾芯板的面層以金屬材料居多，但也可以采用配筋混凝土作為面層，在一些輕鋼結構住宅中，樓板或墻板為了減輕自重，也采用夾芯板，不過這種夾芯板以混凝土為外殼，芯材仍舊是泡沫材料。 ; p/ R$ w, r; V
, D+ d: ^7 Y! S& l# {16、麥稈與自行車：當你每天早晨騎上自行車去上學的時候，你是否想過自行車的車架，為什么設計成了空心管子？從德萊斯制成了世界上第一輛自行車以來，人們不斷地對自行車的樣式、材料進行改良，但不管哪種自行車，車架都是用很薄的空心管子做成的。車架是自行車的骨骼，因此要求有足夠的強度。原來，空心管的靈感正來自于大自然的麥稈，你看，一根細長的小麥稈，能夠支持比它重幾倍的麥穗，奧妙就在于它是空心管子，原來，任何一塊材料遇到外力發生變形的時候，總是一邊受到擠壓力，另一邊受到拉伸力，而材料中心線附近長度基本不變，這就是說，離開中心線越遠，材料受力越大，空心管子的材料的強度幾乎都集中在離中心線很遠的邊壁上，因此，它比一根同樣重的實心棍子的強度要大得多。 # E7 q8 _+ F8 b5 o( R/ \ 0 c$ Z/ |6 P0 s+ Y, l* r$ E6 {$ ?! }, G! b. S7 k% g+ w8 m8 L
17、植物與迷彩服：以墨綠色模擬草地叢林色，淺綠色模擬經光照的葉子的顏色，褐色則模擬樹干色，黑色模擬陰影。于是，便產生了利用以上不同色塊構成的新型軍服——迷彩服。迷彩服是一種利用顏色色塊使士兵形體融會于背景色的偽裝性軍服。如今，迷彩已不僅僅是在士兵的軍服和頭盔上使用，各種軍用車輛、大炮、飛機等軍用器材裝備上也普遍涂上了迷彩色的材料。 5 F- f+ ^' ?4 s' h0 W* M; F2 J$ M
. C4 s/ H$ K! e( l. R 8 @4 {) {- ]9 x! O2 e1 B18、人工酶與化肥：生物體內的成千上萬種化學反應都是在酶的催化下進行的。酶催化反應的特點是在常溫、常壓下，在一個很復雜的混合體系中專一地、高效地、有條不紊地進行。其高效性就是指強大的催化能力。例如，同樣是催化過氧化氫分解為水和氧氣，過氧化氫酶的催化效率比一般無機催化劑高一千萬倍。化學仿生學的任務之一就是仿照天然酶合成出人工酶。通過從生物體內分離出某種酶之后，研究清楚其化學結構和作用催化劑的催化機理，在此基礎上設法人工合成這種酶或其類似物，用以實現相應的酶催化反應而制得相應的產品。在這方面已取得成果的例子有：人工制得了合成氨基酸的酶，也制得了消化蛋白質用的常見的酶等。在這方面，對固氮酶的研究是一項非常重要的工作。固氮酶是豆科植物根部產生的一種酶，它在常溫常壓下就可以使空氣中的氮氣與某些含氫物質發生反應，變成氨提供給植物作氮肥，因此，模擬固氮酶研究如獲得成功，將是化學仿生學上的一個十分重大的成果。 ) y Q5 p1 `6 z
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' k( m5 @2 m! ~9 S5 Y6 y u t19、年輪與材料：樹木的年輪是以髓部為中心，呈圓錐套狀一層層地向內增加的。科學家發現，木材以髓心為中心，形成12-13個生長輪，生長輪的寬度逐漸減小，以后大致一定；而且，從髓心到樹皮，木纖維的長度逐漸增大，木材密度也逐漸增加。作為木材年輪基礎的纖維細胞壁中的纖維分子聚合成束狀，成為微纖絲。微纖絲之間是半纖維素和木素。木材纖維細胞壁的這種精細結構和整體的年輪狀結構，使得木材具有優異的力學性能。目前的大多數合成材料是利用模具通過加壓加工而成的，這種材料容易在不同材料的連接處或者在層間發生應力集中。而生物材料的層狀結構是生理系統在溫和的條件下無粘結的緩慢而漸進形成的。模擬這種連接，可以避免層間的應力集中。科學家們正在研究開發仿年輪結構的殼聚糖棒材。這種材質具有同心筒狀層疊結構，具有較高的力學強度，遠遠大于松質骨的彎曲強度要求，接近皮質骨的彎曲強度要求，一經使用，有望作為骨折處的固定材料。 ) o5 x; ?, q! N" S% k
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20、人工合成植物激素：高等植物的生長發育是一個復雜的過程，一方面需要一定的外界條件的配合，另一方面還直接受體內激素的控制。盡管植物激素種類繁多，但是它們有共同的性質：都是植物身體自己合成出來的，只要很微小的濃度，就能夠對植物的生長發育產生很大的影響。各種植物激素被陸續發現以后，科學家們就自然想到了人工合成植物激素，用來控制植物的生長。于是，有很多人工合成的植物激素應運而生。科學家們把這些人工合成的化學物質叫做植物生長調節物質。到現在，人工合成的植物生長調節物質已經有100多種。由于這些生長調節物質的應用，使農業有了新的發展。其中最為人熟知的就是矮壯素，它能使植物矮化、基桿變粗、葉片變密、根系深扎。同時還具有延緩種子萌發和改變植物開花期的本領。正是因為有了它，在隆冬季節里，人們才可以吃上溫室里美味多汁的新鮮西紅柿作者: hwyang714 時間: 2009-8-26 21:08
21、人造食品與氣味仿生：全世界每年消耗的糧食總計達12億噸，足以在赤道上用糧食鋪就一條17米寬、1.8米厚的環形公路。隨著人口的日益激增，每年，這條糧食的公路都要增長1000千米。俗話說，民以食為天，解決全世界人口的吃飯問題，顯得十分必要，如今，科學家們已經將研究的視野伸到了人造食品領域。人造食品，首先要解決的是氣味和口味的問題。氣味化學是食品工業重要的仿生領域。要模擬天然水果、蔬菜、肉類的氣味。首先得對天然物進行完整的分析研究。科研人員先把天然食物的氣味收集起來，再用相關儀器進行分析，得出試驗報告。但因為儀器的靈敏度遠不如人，所以，下一步還需要人鼻子把關。得出了天然物的氣味成分，食品調配師就能采用人工化合物，調配出足以亂真的氣味，采用相似的原理，科學家們同樣可以模擬成食品的口味。解決了氣味口味模擬問題，再把各種人體必備的營養成分加以科學搭配，便可以制成色香味俱佳的人造食品了，我國傳統飲食中的素雞、素火腿等素菜葷味，正是借鑒這一科學原理制成。 9 [6 e) n5 D/ b; s% d6 Q O
/ R- K# \7 \# b " _% y1 k: Q4 ~+ c" I1 z1 [2 C. q22、杉樹和電視塔：云杉耐陰、耐旱、耐寒，生命力極為頑強。它生長于高寒濕潤之巔，樹勢剛直不阿，呈現出一派傲霜斗雪之氣勢。云杉之所以可以適應山上長年累月的狂風襲擊，達到數百余年的樹齡，與云杉樹干的整體構造是分不開的。其樹干底部直徑顯著增大，形成一個圓錐形，此外，根系極為發達，人們模仿云杉對大風的適應性特點，把建造在山頂上的電視塔設計成類似圓錐體，就能抵抗住大風襲擊。即使是風速達80米/秒的惡劣天氣，電視塔仍能夠巋然不動。 6 f! }5 {2 s7 e: j : N1 ?8 o( e+ w$ Y% X3 K! D " y) S" Z V7 x23、西瓜瓤與高吸水樹脂：仿西瓜瓤的高吸水樹脂，又稱為超高吸水聚合物，或超級吸水劑，是近年來國內外開發的一種新型材料，高吸水樹脂與傳統的吸水性材料不同，它是一種含有強親水性基團、并有一定交聯度的高分子材料，它不溶于水，也不溶于有機溶劑，但與水接觸后能在很短時間內溶脹，可吸收自身重量的幾百至幾千位的水分，吸水速度可在數秒內生成凝膠，并且保水性強，即使在受熱、加壓條件下也不易失水，對光、熱、酸堿的穩定性好，具有良好的生物降解性能。保水能力又強，并可反復使用。高吸水樹脂應用領域甚廣，在農業部門里，用高吸水樹脂制成的蓄水材料已在沙漠干旱地區的農林業中得到應用；在醫藥部門，可制作紙尿布、紙巾等；在石油化工行業，可以用于油水分離，進而回收廢油；在輕工行業，可制作保鮮材料，例如做成保鮮袋，既能吸收食物中有害物質，又能調節環境溫度從而起到對蔬菜、水果的保鮮效果；另外還可用于奶制品生產中提高固體含量。總之，高吸水樹脂作為一種高分子材料，已經顯示出它的巨大作用，并充分顯示出廣闊的發展前景。 & B1 ?2 o L) d- D, `; Y3 j
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