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跟着动物学发明

2018-01-28董阳阳

科学之友 2018年1期
关键词:结构

董阳阳

苍蝇的复眼结构启发了人类,使人类发明了一次能拍摄1 000多张高清晰照片的蝇眼照相机。防水自洁产品,来自于莲叶效应,这些莲叶表面具有微米级的突起细胞,细胞上又覆盖着一层纳米级的蜡状结晶,这些结构使得莲叶具有疏水性,出淤泥而不染。事实上,人们取材于生物的结构与功能的发明还有很多。

子弹头列车与翠鸟

1964年,在东京奥运会开幕前,日本推出了世界第一列子弹头列车,这是当时最快的列车之一,时速能达到210千米,当时欧洲火车的最快速度为每小时160千米,子弹头列车的成功运行,重新推动了世界各国修建高速铁路的热情。然而,最初由于这辆列车发出的巨大噪音远超环境标准,招致大量日本居民投诉。当时车头是圆形的子弹头形状,当列车高速驶进狭窄的隧道后,车头周围的空气会“推挤”前方的空气,从而形成压力波。在火车驶出隧道的那一刻,压力波会撞击出口外的空气,发出一声巨大的轰鸣声,在隧道400米开外的地方都能听到这种噪音。

根据日本法律,居住用途区域附近的噪音不能超过75分贝,如果解决不了子弹头列车产生的噪音问题,列车只能在经过居民区时减速行驶,这显然非常不方便。然而,怎么解决呢?一种解决方案是改进隧道,但这项工程十分浩大,成本过于高昂。那么只有一种方法:改进车头。

当时设计子弹头列车的工程师也是鸟类观察员,他想到了翠鸟。翠鸟捕鱼时,会从阻力较小的空气中冲入阻力较大的水中,也会经历阻力的急剧变化,却只溅起很小的水花。……

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