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2020年4月19日

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《自然界材料构筑科学与创新思维》研究报告

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2020年4月19日

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目录

一、仿生学概念

二、自己对仿生学的理解

三、仿生学的应用

1.利用动物体的特性

（1）利用鱼鸟的特点为火车入隧道过程降噪

（2）利用鲨鱼皮表面的特点进行抗菌

（3）利用珊瑚体秘方减少二氧化碳的排放

（4）学习小生物如何从雾气中获取水分

2.利用植物体的特性

（1）利用树沿压力线重组的特性构造轻量化材料

（2）利用叶子的光合作用制造太阳能电池

（3）利用荷叶表面的特性制造防雨工具

（4）王莲能够托起超重物体

3.利用细胞特性

（1）利用细胞膜的特性制造去盐薄膜

四、小结

一、仿生学的概念

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仿生学是指人类模仿生物功能，来创造创造的科学。它是一门新型边缘学科。研究对象是生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于人造工程技术之中。该学科的问世，大大开阔了人类的技术眼界，显示了巨大的发展潜力，是人类智慧的结晶。

二、自己对仿生学的理解

仿生学就是经过理解动物的自身特性，以及它们利用这些特性所做出的利于自己生存的本事，再经过人类能动性的思考，抽象出前所未有的新思想新概念，最后利用联系的思想加以应用于人类的生活和生产，为人类创造便捷和更有突破的生活方式。我们的生活、生产中不缺乏一些例子。例如，我们平时最讨厌的在空中到处乱飞的苍蝇，利用苍蝇的鼻子嗅觉原理能够制作小型的气体探测仪，利用苍蝇的楫翅（又叫平衡棒）进行模仿，将它制成了“振动陀螺仪”，应用到了火箭和高速飞机上，实现了自动驾驶；利用蝙蝠发出的超声波能够与障碍物反弹的原理制成了制造出了雷达，应用到了飞机航空中。萤火虫腹部的发光器中的荧光酶的作用下，荧光素在细胞内水分的参与下，与氧化合便发出荧光，正是利用这样的原理，创造了日光灯......

像这样仿生学的例子数不胜数。接下来，让我们具体看一看仿生学的应用。

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三、仿生学的应用

1.利用动物体的特性

（1）利用鱼鸟的特点为火车入隧道的过程降噪

有一名工程师J.R.韦斯特是研究子弹列车项目的一个成员，由于子弹列车的车头是圆的，因此每次经过山洞的时候，就会产生一种冲击波，以至于驶出山洞的时候会发出音爆巨响。因此这个工程的工程师领队就号召大家想办法降低子弹列车驶出山洞时的音量。其中J.R.韦斯特也是一名鸟类爱好者，在研究学习中，她观看了一个翠鸟的视频，发现这种鸟在一种介质进入另一种不同密度的介质（从空气进入水），没有溅起一丝的水花。于是工程师们从翠鸟的喙上找到了灵感，流线型的长喙从尖端到头部的直径是逐渐增大的，潜水时会让水流向身后。经过将子弹头列车的车头部分改造成翠鸟鸟喙的形状，工程组解决了这个疑难已久的问题：大大降低了音噪，速度也随之提高了10%,节省了15%的电力。

（2）利用鲨鱼皮表面的特点进行抗菌

鲨鱼在茫茫大海中游走，面对着海底形形色色的生物却不被它们所沾染，是如何做到的呢？是因为它们表面的皮肤结构。它们的表面附着着一层锯齿状物。这层锯齿状物是凹凸不平的小鳞甲，它能够避免一些黏液、水藻和藤壶在身体上附着，让它们失去了了立足之地，也就是让细菌无法附着在鲨鱼的表面上。医院的墙壁正是采用了这种技术，把这种锯齿结构铺在了墙壁上，有

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