发布日期:2024-10-06 04:33 点击次数:75
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仿生学旨在洽商和模拟生物体的结构、功能、活动过甚调控机制,为工程技巧提供新的联想理念、职责旨趣和系统组成。在东谈主类社会发展经过中,东谈主类陆续地师法当然,制造精妙的器用,擢升分娩才调,举例:师法座头鲸鳍上的了得提高风力涡轮机的效果,师法壁虎脚趾上的神奇“刚毛”产生一系列克服地球引力在垂直名义驻留的新技巧发明等。(详见)
回到当然界,这里的战斗常常是尖牙利爪间的较量,但也有一小部分生物进化出了汉典体液袭击的招数——它们以奇诡花样将自肉体液火器化,通过喷射强力以至致命的液流,终了袭击或自保。这些发现又将为东谈主类成立新器用、研发新技巧提供鉴戒。
age动漫来自哈佛大学袖珍机器东谈主实验室的生命系统物理学众人艾利欧·查利塔 (Elio Challita) 在洽商堪称“神弓手” (sharpshooter) 的虫豸叶蝉时,对当然界生物的液体喷射面容产生了浓厚兴趣。
查利塔发现,叶蝉领有一套所谓“液滴超推动” (droplet superpropulsion) 的技巧,每使用一次该妙技,喷射出一滴液滴排泄物。这种虫豸每天销耗的木质部汁液是其体重的300倍。 (木质部汁液是一种含植物根、茎和叶中矿物资以过甚他养分物资的水溶液。) 为求最高效节能地排出废液,“神弓手”会借助体内的一种弹射器克服液滴名义张力。
自后,查利塔和佐治亚理工学院巴姆拉实验室 (Bhamla Lab) 的科学家决定息争探究动物死心液体喷射的生物力学和流体能源学,但愿能找到一些共性。
他们发现,好多生物在生计接触中使用体液行动强有劲火器。这些液体的喷射不受重力影响,也阻拦传统的捕食者-猎物战术。
上述洽商团队不久前发表综述著述《当然界中的液体喷射》(Fluid Ejections in Nature)。好意思国科普媒体鹦鹉螺(Nautilus)编写出一份科普著述,先容了眼镜蛇、射水鱼、角蜥蜴和放屁虫的喷射绝技。
喷毒眼镜蛇
眼镜蛇能极其精准地向敌东谈主眼睛喷射毒液以抵拒威迫——最远可喷射至近2米除外。它们通过中空的袖珍毒牙开释毒液,况兼有才调快速休养毒液分辨。
其中代表,喷毒眼镜蛇(spitting cobras)的毒液排放孔比那些不喷毒的种类更圆,因此其毒液上前的能源更大。此外,毒腺消弱也很弱点。从毒液参预毒牙内孔谈的入口到离开毒牙的出口,这一段毒液通谈呈约90度的盘曲,这使蛇能更精准地死心毒液流动。
值得一提的是,红喷毒眼镜蛇 (Naja pallida) 能以平均每秒1.27毫升的速率喷射毒液。
射水鱼
射水鱼生活在红树林密布的淡水河口和溪流中。它们能从我方奇特的嘴中向外喷射水柱,捕食苍蝇、蜘蛛等陆生虫豸以及小蜥蜴。
射水鱼通过把骨质舌头举高,与口腔上部的一个凹槽造成一条管谈,然后将水流沿管谈射出。喷射水柱能达到1.8米/秒的速率和400米/秒2的加快度——行动对比,猎豹驱驰时的加快度唯有10米/秒2。
射水鱼在成长和老到经过中本质水柱喷射妙技,提高其速率和准确性。此外,它们还不错揣摸被水柱击中的猎物的轨迹,以便赶在其他捕食者到达前拿获野心。
血眼蜥蜴
角蜥:为何我眼里常射血水,因为捕食者们对我爱得深千里。
你没听错,角蜥能短暂消弱眼睛周围静脉的肌肉,导致压力猛增,从而匡助眼睛喷射血液至近一米迢遥,而且这血液含有对狗、狼和郊狼等动物有毒的化学物资,可用以抵拒掠食者。
放屁甲虫
放屁虫腹部后方的一个腔室里储存有氧化氢、对苯二酚和烷烃的溶液,另一个腔室则含过氧化物酶和过氧化氢酶的溶液。
当褊狭受到蟾蜍等捕食者袭击时,它们会将两腔室中的物资羼杂,导致放热反馈,产生达100摄氏度的高温。放屁虫能将这些欢娱的化学物资像脉冲射流雷同喷出去,平均速率达约10米/秒,统共这个词经过可抓续约11毫秒。
此外,它们愚弄所谓“康达效应”(Coanda effect,指从孔口喷出的流体射流倾向于顺着相邻曲面流动)死心喷射场地。
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