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8.靈感源自大自然,科學創意設計可彎曲自愈混凝土日本新幹線抗菌材料梅賽德斯仿生概念車自動供水系統高性能沖浪闆全天然空調無痛注射針

作者:宇宙小百科

早在15世紀,萊昂納多·達·芬奇就通過對鳥類的研究開發了飛機。大自然的解決方案往往比人類開發的解決方案更經濟,更有效和耐用。工程師在設計新産品時經常需要從自然設計中獲得靈感。

<h1>可彎曲自愈混凝土</h1>

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當一個人的皮膚被割傷時,除非損傷嚴重,否則它通常會自行愈合,因為身體的微血管系統會迅速将物質輸送到皮膚以幫助修複傷口。美國工程師開發的混凝土具有類似皮膚的特性,可以在休息後"愈合"。他們使用特殊的超細纖維來加強水泥。這種纖維使混凝土彎曲,即使它斷裂,裂縫也像頭發的直徑一樣小。破裂後,混凝土從周圍空氣中吸收水分,然後軟化并"生長"以填充裂縫。自愈混凝土的成本是傳統混凝土的三倍,但較低的維護成本足以抵消更高的成本。

<h1>新幹線, 日本</h1>

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日本的新幹線可以達到每小時320公裡的速度,但它産生的噪音往往超過環境标準。當火車穿過狹窄的隧道時,它甚至會産生爆炸聲。部分問題在于火車車頭的形狀。為了解決這個問題,工程師們從翠鳥那裡得到了靈感。翠鳥的直徑不會從一端增加到另一端。它們像楔子一樣楔入水中,并在水中快速移動。是以,工程師們開發了更高性能的彈頭。1997年,高速列車的功耗增加了15%,噪音降低了10%。

<h1>抗菌材料</h1>

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與鲸魚和海牛不同,鲨魚不會将藻類或藤壺附着在身體上。這個特征似乎與一個稱為"皮齒"的小尺度有關。一家美國公司開發了一種稱為鲨魚皮的抗菌材料,可以按照鲨魚皮的模式和結構,附着在導管等醫療裝置上以抑制細菌生長。

<h1>梅賽德斯仿生概念車</h1>

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樹木和骨頭非常堅固和輕盈。為了均勻地配置設定壓力,樹木在壓力最大的地方增加了木材密度,骨骼也是如此。工程師将此功能內建到結構設計中,以實作材料重量和性能之間的最佳平衡。梅賽德斯 - 奔馳仿生概念車具有輕巧而強大的功能,類似的設計将用于其他批量生産的車型。

<h1>自動供水系統</h1>

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它們被稱為"刺痛的惡魔",它們使用皮膚上的凹槽來收集水分。當夜間溫度下降時,皮膚上的露水通過毛細血管流入口腔。基于這種機制的自動化供水系統收集和配置設定天然蒸餾水,幫助數百萬人獲得清潔的淡水。

<h1>高性能沖浪闆</h1>

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座頭鲸鳍前緣的漣漪幫助座頭鲸優雅而快速地在水中航行。這些漣漪被稱為"小結節",可以降低阻力,讓巨型座頭鲸在水中自由遊動,甚至可以做出困難的動作。基于這一原理,沖浪闆制造商在沖浪闆上安裝了模仿座頭鲸鳍的"鳍"。

<h1>全天然空調</h1>

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無論外面有多濕、多幹、多熱或多冷,白蟻巢中的溫度幾乎保持不變。為此,白蟻在白天反複打開和關閉一系列加熱和冷卻通風口。在非洲購物中心和辦公樓的設計中,建築師研究了白螞蟻山的結構,它隻消耗了類似建築的10%的能量。

<h1>無痛注射針</h1>

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被蚊子叮咬的皮膚又紅又癢,但當它的刺穿穿過皮膚時,人們幾乎感覺不到疼痛。蚊子,昆蟲的吸管,是鋸齒狀的,這減少了與身體皮下神經的接觸。相反,那些光滑的皮下注射針頭會引起疼痛和不适。受蚊子的啟發,日本工程師開發了具有鋸齒狀邊緣的微型無痛針頭。

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