建筑中的生物智慧
2018-09-29解笑棠
科学之谜 2018年8期
解笑棠
模仿自然界生物的运作方式,能够为人类节约10倍、100倍甚至10000倍的资源。
蛛丝和火甲虫
位于蜘蛛腹部的腺体可分泌出6种不同的细丝原料,编织在一起变成蛛丝。这种丝线具有独特的高强度与延展性,比所有人造纤维都要强韧。一位材料学家形象地描述蛛丝的强度和韧性:“如果用铅笔杆粗细的蛛丝来结张大网,这张网甚至可能拦截住一架飞行中的波音747。”
在人造纤维中,最接近蛛丝特性的纤维材料叫做芳纶纤维,虽然其韧性仍不及蛛丝,但强度可与蛛丝相媲美。然而,要造出芳纶纤维,需要极端的压力和极高的温度,会严重污染环境。而相比之下,蜘蛛却能在再普通不过的环境中,在常温常压下利用死苍蝇和水作原料轻松造出这类纤维。
一种黑色火甲虫拥有不同寻常的“红外探测器”。“探测器”薄薄的角质层中充满了水,当外界温度升高,角质层中的水会突然膨胀,膨胀带来的压力变化随即会被高敏感的机械感觉细胞所感知。利用这个原理,火甲虫可以探测到远在80千米外的森林火灾,功力大约是人造火灾探测范围的10000倍。更重要的是,这个小家伙不需要电线,不需要连接使用燃料的发电机,格外节省资源。
火箭、超级计算机、卫星、太空站、人工智能……尽管现在,人类科技已高度发达,但从蛛丝和火甲虫的例子可看出,我们依然需要向大自然取经,达到提高基本资源使用率、循环利用资源的目的。
泡泡建筑
植物和动物细胞里充满了气体或液体,借鉴细胞这个原理,建筑师设计出了一系列新颖别致的充气充液的体育建筑。
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