蜘蛛毒液可糾正心律,

蜘蛛毒液可糾正心律,

紐約，2001年1月3日（路透社醫(yī)學(xué)新聞） Buffalo紐約州立大學(xué)的Frederick Sachs博士指出，在對(duì)兔心臟進(jìn)行的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，狼蛛毒液中的一種物質(zhì)能抑制心房纖顫而不影響心臟的其它正常功能。而且早先的研究已經(jīng)表明某些離子通道（開放于細(xì)胞內(nèi)、在心臟協(xié)調(diào)跳動(dòng)過程中起關(guān)鍵作用）與心房纖顫有關(guān)。

S achs博士及其同事嘗試尋找一種阻斷觸發(fā)心律失常的通道的物質(zhì)。研究人員檢測了許多類型的昆蟲和蜘蛛的毒液，但只有一種狼蛛的毒液能阻斷這些離子通道。分析該毒液后證實(shí)是一種名為GsMtx-4的短鏈蛋白在發(fā)揮作用。

研究人員在心跳異常的兔心臟中對(duì)該蛋白進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該物質(zhì)阻斷了心房纖顫的發(fā)作。該研究發(fā)表在1月4日出版的自然雜志（Nature）上。

Sachs博士稱，這種蛋白很有發(fā)展前景，因?yàn)樗钄嘈姆坷w顫的發(fā)作而沒有任何對(duì)心臟有害的影響。下一步研究是將這種蛋白用于活兔試驗(yàn)，以確認(rèn)其對(duì)心臟以外的身體其它部位沒有影響。

Sachs博士認(rèn)為，GsMtx-4是抗心率失常新藥中最好的，因?yàn)樗芍苯幼饔糜谛姆坷w顫的病因而不是其癥狀。

怎樣 識(shí)別蜘蛛 的毒性 那個(gè)知道 我想快一點(diǎn)曉得 謝謝 在10月16號(hào)要知道 謝謝 您的參與

恩 我養(yǎng)的就是紅玫瑰 。。。的確很痛！但沒大礙。而且一般情況下只要你的手不模仿獵物的話它是不可能咬你的！很安全。 野外的蛛蛛們毒性更小，而且基本上都不會(huì)攻擊人，就算你招它們也不會(huì)。在野外，蛛蛛甚至還沒有蚊子要危險(xiǎn)。
但注意：所有蛛蛛都有毒性
如果咬了你，小蛛蛛的屬于神經(jīng)毒素，麻痹蟲子用的，會(huì)痛，但對(duì)人連一點(diǎn)麻的感覺都沒有。毛蛛，像紅玫瑰，毒屬于神經(jīng)消化液，就是給蟲子或小動(dòng)物注入后，小動(dòng)物死不了只是沒有知覺，但已經(jīng)從小動(dòng)物的內(nèi)部開始消化，蛛蛛再來把他們吸干。真正有毒的蛛蛛們是碰不見的，像北美紅背，南美的黑寡婦，澳洲的漏斗網(wǎng)蜘蛛，都是劇毒。比如漏斗網(wǎng)，會(huì)主動(dòng)攻擊周圍的生物，毒液主要成分為atraxotoxin，會(huì)引起神經(jīng)細(xì)胞膜電位之改變，使自主神經(jīng)系統(tǒng)因而分泌大量之乙醯膽堿、腎上腺素、正腎上腺素，在局部會(huì)有劇痛、傷處紅腫、毛發(fā)直立、流汗；而全身性癥狀包括反胃、嘔吐、腹痛、腹瀉、出汗、流延（10分鐘內(nèi)）、流淚、肌肉緊繃、呼吸困難、肺水腫、心跳加速、心律不整、發(fā)燒等，而肺積水所引起之呼吸困難為主要之死因。中國可沒有這么厲害的蛛蛛。
還有著名的寵物蛛蛛，大蘭多蜘蛛，灰常滴可愛。
這些在里都有，每種蛛蛛的介紹。你自己再找找吧。

毒性最強(qiáng)的蜘蛛

1、隱居褐蛛：這是一種分布于美國的毒蜘蛛，體型很小，展開腿也不過2.5厘米左右。這種毒蜘蛛經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在人類的房屋里，一旦被它咬傷，受傷者的傷口就會(huì)潰瘍。雖然傷害性并不恐怖，但如果不正確處理，也會(huì)致命。

2、黑寡婦：這可以說是全世界最臭名昭著的毒蜘蛛了，即使不知道它的威力有多強(qiáng)，也都知道它絕不是個(gè)好惹的貨色，因?yàn)樵诮慌浣Y(jié)束后，雌性蜘蛛會(huì)吃掉雄性蜘蛛，故而得名。

一旦被黑寡婦咬傷，受傷者會(huì)感到十分劇烈的疼痛。這也是可以理解的，因?yàn)樗亩拘允琼懳采叩?0倍！好在黑寡婦每次分泌的毒液很少，一般不太致命。

3、六眼沙蜘蛛：和其他蜘蛛不同，六眼沙蜘蛛不會(huì)織網(wǎng)。但是，這依然不妨礙它成為動(dòng)物界的恐怖殺手?？茖W(xué)研究表明，六眼沙蜘蛛的毒液具有極強(qiáng)的溶血能力，讓被咬者血管崩裂、器官衰竭。目前，科學(xué)家還沒有研制出六眼沙蜘蛛的抗毒血清。

4、巴西漫游蜘蛛：事實(shí)上，它是吉尼斯世界紀(jì)錄認(rèn)證的最強(qiáng)毒蜘蛛。它的毒素屬于神經(jīng)毒素，可以讓獵物感到劇烈的疼痛，而且會(huì)出現(xiàn)呼吸障礙。據(jù)科學(xué)家實(shí)驗(yàn)，巴西漫游蜘蛛10毫升的毒液，就可以殺死225只老鼠。即使是人類，也無法抵抗這種劇毒，會(huì)出現(xiàn)心律不齊，嘔吐等癥狀，若不及時(shí)治療，就會(huì)毒發(fā)身亡。

5、悉尼漏斗網(wǎng)蜘蛛：這種蜘蛛主要分布在澳大利亞東海岸，毒性極強(qiáng)，一旦被它咬傷，人類就會(huì)在短短幾分鐘內(nèi)就感受到其毒性的恐怖之處。受傷者首先會(huì)肌肉痙攣，然后陷入昏迷，一小時(shí)內(nèi)就會(huì)因?yàn)槭ズ粑芰χ舷⒍馈Ｒ恢钡?980年抗毒血清被研發(fā)出來以前，被它咬傷的人幾乎都很難幸存。

動(dòng)物帶給我們的啟示有哪些？

連體鯊魚裝：運(yùn)動(dòng)員們要想在比賽中取得好成績，裝備自然很重要。運(yùn)用了高科技的運(yùn)動(dòng)服裝能讓運(yùn)動(dòng)員們?nèi)缁⑻硪?。悉尼奧運(yùn)會(huì)時(shí)，仿生科技的連體鯊魚裝改變了整個(gè)世界泳壇的格局，幾乎大半以上的金牌得主都是鯊魚裝的使用者。第一代鯊魚裝模仿了鯊魚的皮膚，在泳衣上設(shè)計(jì)了一些粗糙的齒狀突起，以有效地引導(dǎo)水流，并收緊身體，避免皮膚和肌肉的顫動(dòng)。第二代鯊魚裝又增加了一些新的亮點(diǎn)，加入了一種叫做“彈性皮膚”的材料，可使人在水中受到的阻力減少4%。此外，還增加了兩個(gè)附件，附在前臂上由鈦硅樹脂做成的緩沖器能使運(yùn)動(dòng)員游起來更加輕松；附在胸前和肩后的振動(dòng)控制系統(tǒng)能幫助引導(dǎo)水流。

讓盲者見到光明：在植入了微小的仿生視網(wǎng)膜之后，3位失明患者不僅看到了明滅或者移動(dòng)的光點(diǎn)，甚至還成功地用眼睛區(qū)別出杯子和盤子。這是在美國視覺和眼科學(xué)協(xié)會(huì)年會(huì)上公布的一項(xiàng)最新進(jìn)展。研究人員介紹說，他們研制的仿生視網(wǎng)膜薄片面積僅為4乘5毫米，相當(dāng)于人眼正常視網(wǎng)膜的約三分之一。它由硅酮和鉑材料制成，上面有16個(gè)電極，植入后可附著在天然視網(wǎng)膜上，其工作原理是用電信號(hào)刺激患者還未完全喪失功能的視網(wǎng)膜細(xì)胞，將視覺信息通過視神經(jīng)傳遞給大腦，從而部分恢復(fù)視力。仿生視網(wǎng)膜主要用于治療色素性視網(wǎng)膜炎患者。但研究人員估計(jì)，這一技術(shù)經(jīng)改進(jìn)后將來也許還可以造福那些生來就看不見這個(gè)世界的盲人。

人工合成蛛絲：如果你曾經(jīng)輕推過一個(gè)蜘蛛網(wǎng)，你就會(huì)感覺到在蛛網(wǎng)破裂前，它有一個(gè)拖拉伸展的過程。蛛絲正是通過這個(gè)伸展的過程吸收了許多能量，這讓蛛絲成為世界上最有韌性的材料之一。多年來，人們一直幻想能用蛛絲制作衣服，現(xiàn)在這個(gè)幻想正在慢慢變成現(xiàn)實(shí)。蛛絲含有一種纖維蛋白，這種蛋白質(zhì)和存在于毛發(fā)和羊角中的角質(zhì)蛋白相似。這種蛋白分泌出來后開始變得堅(jiān)韌。通過精細(xì)的平衡水的含量，蜘蛛和蠶可以防止纖維蛋白過快固化。不久的將來，人工制造的蛛絲將可以用來制作衣服或者強(qiáng)度超高的繩索。

運(yùn)動(dòng)方向識(shí)別的神經(jīng)元功能模擬裝置
自動(dòng)報(bào)靶機(jī)
平板型復(fù)眼透鏡
側(cè)抑制微光電視

/c/sites/10045/12/introduction03.html

參考資料：來源：中科院香山科學(xué)會(huì)議
回答者：有個(gè)6 - 助理 二級(jí) 2-18 13:50

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仿生學(xué)是發(fā)展相當(dāng)迅速的一門新興科學(xué)，仿生學(xué)主要是利用自然界動(dòng)物的特性和習(xí)性來研究其特性應(yīng)用的一門科學(xué)。生活在海洋中的動(dòng)物是科學(xué)家們研究仿生應(yīng)用的重要?jiǎng)游镏弧，F(xiàn)在介紹幾種海洋動(dòng)物及其仿生應(yīng)用。

金槍魚 金槍魚是海洋魚類動(dòng)物中運(yùn)動(dòng)速度最快的動(dòng)物之一，金槍魚捕食時(shí)會(huì)達(dá)到大約80公里的時(shí)速。在美國麻省理工大學(xué)，科學(xué)家們以金槍魚為模型，制造了一條名叫"查理"的1．2米長的機(jī)器魚，并在水箱中開始了測試?？茖W(xué)家們已經(jīng)把這個(gè)發(fā)現(xiàn)推向技術(shù)方面的應(yīng)用。

魚的尾鰭既能作為推進(jìn)動(dòng)力又能導(dǎo)向，考慮到這個(gè)特點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)上分析金槍魚的外形，研究的成果已經(jīng)為水面船只提供了鰭類推進(jìn)方式。并且，機(jī)器魚鰭的運(yùn)動(dòng)也經(jīng)過改善，能在角落里自由游動(dòng)?？茖W(xué)家們也研究了金槍魚的皮膚，希望能獲得更好的流線特性。

鮭魚 鮭魚能夠在湍急的水流中生活。盡管它們的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)很像金槍魚，但還是有差別。鮭魚不但能夠自如地控制自己，還能以閃電般的速度啟動(dòng)，從不動(dòng)的狀態(tài)立即達(dá)到14公里的時(shí)速。它們?yōu)槭裁茨軌蜃龅竭@一點(diǎn)呢？除了尾巴擺動(dòng)的頻率以外，通常魚越大越長就游得越快。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，鮭魚在加速時(shí)每秒能擺尾15次。因此，其仿生價(jià)值極高。

企鵝 企鵝在陸地上看起來很笨拙，但在水中卻異常靈活。為尋找流線型的理想模式，科學(xué)家們把微型測量儀器裝在企鵝背上，記錄下它每天運(yùn)動(dòng)距離、深度和速度。為拍攝照片，科學(xué)家們還在南極裝了一個(gè)特殊的水道。通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)企鵝的運(yùn)動(dòng)與魚類不同，幾乎只靠鰭來推進(jìn)自己，這說明企鵝的身體已經(jīng)進(jìn)化成了大體積小阻力的優(yōu)化典范。而且，它的身體在水中幾乎不改變形狀，這個(gè)事實(shí)使模型實(shí)驗(yàn)變得十分簡單。

鯊魚 鯊魚在海洋里已經(jīng)生活了3．5億年，能達(dá)到超過70公里的高時(shí)速?？茖W(xué)家在顯微鏡下檢查深海鯊魚的皮膚時(shí)意外地發(fā)現(xiàn)鯊魚的鱗屑是扇形的，而且有小槽。然而，在傳統(tǒng)的觀念中，表面越光滑產(chǎn)生的阻力就越小。于是，科學(xué)家們把數(shù)百個(gè)模型鱗片按不同的角度裝配，形成了一個(gè)人造的測試表面。測試的結(jié)果表明：摩擦損失比光滑表面還要小10％，這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)馬上找到了技術(shù)應(yīng)用。這種仿生皮膚被用來包裹空中客車飛機(jī)的外表面，使每架飛機(jī)的年燃料消耗減少了350噸。如果每年來往于世界各地的飛機(jī)都裝上這種皮膚，節(jié)省的燃料價(jià)值可達(dá)數(shù)十億美元之巨，造成溫室效應(yīng)的二氧化碳和氮氧化合物也將會(huì)大大減少。
少林拳大量動(dòng)作的動(dòng)物仿生，說明少林拳繼承了華夏祖先“熊經(jīng)鳥伸”的導(dǎo)引仿生傳統(tǒng)，繼承 了華佗仿虎、鹿、熊、猿、鳥五種動(dòng)物特長創(chuàng)造五禽戲的傳統(tǒng)。少林拳中的自然仿生和生活 仿生動(dòng)作也有力地體現(xiàn)了樸實(shí)的本土文化氣息，透發(fā)出“物有自然”。
人工合成蛛絲

蜘蛛成為科學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)是因?yàn)樗鼈兛梢灾圃鞄追N非常有用的東西，其中包括世界上最堅(jiān)固的材料之一——蛛絲?！叭绻阍?jīng)輕推過一個(gè)蜘蛛網(wǎng)，你就會(huì)感覺到在蛛網(wǎng)破裂前，它有一個(gè)拖拉伸展的過程”，麻省理工學(xué)院的化學(xué)工程學(xué)教授葆拉·哈蒙德說，“蛛絲正是通過這個(gè)伸展的過程吸收了許多能量，這讓蛛絲成為世界上最有韌性的材料之一?！?
多年來，人們一直幻想能用蛛絲制作衣服，現(xiàn)在這個(gè)幻想正在慢慢變成現(xiàn)實(shí)。研究人員首先要了解蜘蛛是如何造絲的，這也是人工合成蛛絲的關(guān)鍵。蛛絲含有一種纖維蛋白，這種蛋白質(zhì)和存在于毛發(fā)和羊角中的角質(zhì)蛋白相似。這種蛋白分泌出來后開始變得堅(jiān)韌，以前科學(xué)家還不了解這個(gè)過程，因此至今無法造出和蛛絲同等強(qiáng)度的纖維。但美國塔夫茲大學(xué)的研究人員最近發(fā)現(xiàn)了蜘蛛和蠶生產(chǎn)這種纖維的秘密。令人驚奇的是，整個(gè)過程竟然由水含量來控制。通過精細(xì)的平衡水的含量，蜘蛛和蠶可以防止纖維蛋白過快固化?？ㄆ仗m博士已經(jīng)能夠在實(shí)驗(yàn)室中模擬這一過程。不久的將來，人工制造的蛛絲將可以用來制作衣服或者強(qiáng)度超高的繩索。屆時(shí)，人人都可以成為手握蛛絲的蜘蛛俠了。

蜘蛛毒液可成殺蟲劑

科學(xué)家還希望借助蜘蛛制造一種理想的殺蟲劑。一種可以殺死害蟲，但對(duì)其他昆蟲以及人和動(dòng)物沒有毒性的殺蟲劑。澳大利亞的漏斗蛛分泌的毒液由100多種化合物組成，其中幾種化合物已被發(fā)現(xiàn)只殺死特定的昆蟲。美國康涅狄格大學(xué)的科學(xué)家格倫·金說：“從毒液中把這些化合物分離出來，然后再用特殊方法把這些化合物放到一種病毒上，這些病毒只對(duì)某些昆蟲感興趣，這樣病毒就可以將化合物運(yùn)送到害蟲體內(nèi)并殺死這些害蟲”。如果科學(xué)家能夠在實(shí)驗(yàn)室合成這些化合物，就可以制造出對(duì)環(huán)境完全無害的殺蟲劑。

蛇毒制成去污劑

另一種來自于蛇的毒液將幫助科學(xué)家制造出更好的去污劑。美國加州惠特學(xué)院的日裔化學(xué)家德溫·飯本和他的學(xué)生從佛羅里達(dá)水腹蛇毒液中提取出一種酶，這種酶可以去除衣服上的血跡。人們已經(jīng)用細(xì)菌制造的酶來生產(chǎn)去污劑，但用動(dòng)物的酶來生產(chǎn)去污劑還是個(gè)新事物。這種源于蛇的酶可以打碎干燥的血跡和衣服纖維之間的粘連。這項(xiàng)研究還處于實(shí)驗(yàn)階段，目前沒聽說哪家公司已經(jīng)將蛇毒酶加到去污劑中。

貽貝為粘合劑提供新思路

其他動(dòng)物也可為人類發(fā)明新產(chǎn)品提供很好的素材。例如，貽貝可以緊緊帖在巖石或水泥樁上，如果湊近看，就能看到從貽貝體內(nèi)伸出幾十條纖細(xì)的纖維絲。貽貝有一個(gè)稱為“足”的器官，“足”可以將每一根纖維絲粘附在固定物體表面。普渡大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)貽貝粘附物質(zhì)的形成需要鐵，之前還從未在生物粘附劑中發(fā)現(xiàn)這種金屬元素。大多數(shù)生物粘附劑都以蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)，當(dāng)鐵加入后，這種明膠樣的物質(zhì)變得堅(jiān)硬?？雌饋龛F是必需的，因?yàn)槠渌梢员恢参锖蛣?dòng)物細(xì)胞處理的金屬并不能產(chǎn)生這種“堅(jiān)硬”過程。這個(gè)發(fā)現(xiàn)可以幫助科學(xué)家生產(chǎn)出更好的粘合劑、不銹材料以及防污油漆。

山羊奶出產(chǎn)蜘蛛絲

當(dāng)然，在實(shí)驗(yàn)室制造產(chǎn)品和在工廠大規(guī)模生產(chǎn)有很大不同。例如，在工廠生產(chǎn)蛇酶去污劑首先要得到毒液。但無論捕蛇、人工飼養(yǎng)或收集毒液都不是件容易的工作。所以科學(xué)家正在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)可以生產(chǎn)蛇毒的細(xì)胞。蛛絲有可能走合成路線，因?yàn)椴荒芟箴B(yǎng)蠶那樣飼養(yǎng)蜘蛛，如果把兩只蜘蛛放到一個(gè)籠子里，一只蜘蛛總會(huì)吃掉另一只。哈蒙德的研究小組從聚亞安酯開始合成纖維，如今他們已經(jīng)能生產(chǎn)既柔軟又抗拉的纖維。他們正在研究使用超微粒子使纖維強(qiáng)度更大的工藝。其他研究人員則應(yīng)用了現(xiàn)代生物技術(shù)。
加拿大魁北克一家生物技術(shù)公司的研究人員將生產(chǎn)蛛絲的基因轉(zhuǎn)移到新西蘭小山羊的體內(nèi)，這些山羊每升奶可以生產(chǎn)2-15克的蛛絲。這家公司在美國紐約州的普拉茨堡和魁北克的圣·泰萊斯福爾都有養(yǎng)殖基地，公司希望每年可以生產(chǎn)5噸蛛絲。
仿生形態(tài)是機(jī)能形態(tài)的一種形式。仿生形態(tài)既有一般形態(tài)的組織結(jié)構(gòu)和功能要素，同時(shí)又區(qū) 別于一般形態(tài)，它來自于設(shè)計(jì)師對(duì)生物形態(tài)、結(jié)構(gòu)的模擬應(yīng)用，是受大自然啟示的結(jié)果。人 類生活在自然界，與周圍的生物為“鄰居”，這些生物各種各樣的奇異本領(lǐng)，自古以來吸引 著人們?nèi)ハ胂蠛湍７?、制造簡單的生產(chǎn)工具，營造居所。如春秋戰(zhàn)國時(shí)期的魯班，從鋸齒形 的草葉中“悟”到了鋸的原理，有些昆蟲的腳形如一雙雙鉗子，用以捕捉獵物，而在今日 生活和生產(chǎn)工具中也得到廣泛的應(yīng)用。�

仿生形態(tài)的模擬創(chuàng)造由來已久，但是作為一門獨(dú)立的學(xué)科卻是本世紀(jì)60年代后的事。美國空 軍軍官J·E斯蒂爾少校1958年首創(chuàng)仿生學(xué)。仿生學(xué)研究如何制造具有生物特征的人工系統(tǒng)。 模仿是仿生學(xué)的基礎(chǔ)。楓樹的果實(shí)借其翅狀輪廓線外形旋轉(zhuǎn)下落、飄飛得很遠(yuǎn)，受此啟發(fā)， 便出現(xiàn)了陀螺飛翼式玩具，這是目前螺旋槳的雛型?，F(xiàn)代飛行器的仿生原型來自天空中的 飛鳥。�

1�鳥的翅膀功能：上升力、推動(dòng)力。飛機(jī)雙翼的功能：上升力，推動(dòng)力需發(fā)動(dòng)機(jī)裝置。�

2、鳥的骨質(zhì)中空結(jié)構(gòu)使身體重量減輕，適宜在空中飛行。飛機(jī)為了減輕機(jī)身重量，采用鋁 合金、ABS工程塑料等輕型材料。�

3、鳥的自由流暢的外型可減少阻力，飛機(jī)的流線型仿鳥在沖刺狀的形態(tài)。�

仿生形態(tài)設(shè)計(jì)是人們?cè)陂L期向大自然學(xué)習(xí)的過程中，經(jīng)過積累經(jīng)驗(yàn)，選擇和改進(jìn)其功能、形 態(tài)，而創(chuàng)造的更優(yōu)良、多樣化的形態(tài)。因此，人類造物的信息源都是來自于大自然的仿生模 擬創(chuàng)造。尤其是當(dāng)今的信息時(shí)代，人們對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求不同于過去，只注意功能的優(yōu)異領(lǐng) 先，而是追求清新、淳樸，注重返樸歸真和探討個(gè)性的自律。提倡仿生設(shè)計(jì)，讓設(shè)計(jì)回歸自 然，賦予設(shè)計(jì)形態(tài)以生命的象征是人類對(duì)精神需求所達(dá)到的共識(shí)。�

一、仿生形態(tài)是設(shè)計(jì)創(chuàng)新的源泉�

德國著名設(shè)計(jì)大師路易吉·科拉尼曾說：“設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)應(yīng)來自誕生于大自然的 生命所呈現(xiàn)的 真理之中?！边@話道出了自然界蘊(yùn)含著無盡設(shè)計(jì)寶藏的天機(jī)。仿生形態(tài)創(chuàng)造與設(shè)計(jì)的條件 是，具有正確的認(rèn)識(shí)事物、把握本質(zhì)規(guī)律的方式、方法，錘煉自我創(chuàng)新思維能力。二是具有 扎實(shí)的生活基礎(chǔ)，從自然界、人類社會(huì)的原生狀況中尋找設(shè)計(jì)的靈感，包括仿生設(shè)計(jì)思維的 訓(xùn)練。人們的傳統(tǒng)思維往往局限于現(xiàn)有的方法、體系，思維的觸角伸展不開，觸及不到事物 的本源上去?！叭f有引力定律”的靈感不是誕生于實(shí)驗(yàn)室和定論的經(jīng)典理論，而是牛頓在蘋 果樹下受到蘋果下落這一事實(shí)的啟發(fā)并同太陽系、地球運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來，才誕生了這一發(fā)明。 �

科學(xué)研究表明，人類不具備的許多感官特征而在生物界的眾多動(dòng)物身上存在。如水母能感受 到冰聲波而準(zhǔn)確地預(yù)知風(fēng)暴；蝙蝠能感受到超聲波；鷹眼能從三千米高空敏銳地發(fā)現(xiàn)地面運(yùn) 動(dòng)著的小動(dòng)物；蛙眼能迅速判斷目標(biāo)的位置、運(yùn)動(dòng)方向和速度，并能選擇最好的攻擊姿勢(shì)和 時(shí)間。大自然的奧秘不勝枚舉。每當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)一種生物奧秘，就有可能成為我們一種新的設(shè) 計(jì)可能性，也可能帶給我們新的生存方式。從這個(gè)意義上講，仿生形態(tài)的挖掘是我們創(chuàng)新設(shè) 計(jì)取之不盡的智慧源泉。�

二、仿生形態(tài)——設(shè)計(jì)難題的方程式�

現(xiàn)實(shí)中，許多優(yōu)秀的技術(shù)成果需要轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，設(shè)計(jì)師常常苦于拿著好的發(fā)明 成果找不到與 之相對(duì)應(yīng)的優(yōu)良造型去實(shí)現(xiàn)它，這往往成為一個(gè)難題。如果把需求當(dāng)成是提出問題，那么仿 生思維就是在大自然中尋找解決問題的方程式。例如：在超音速飛機(jī)飛行時(shí)，由于航速快， 會(huì)使機(jī)翼產(chǎn)生顫振而阻礙運(yùn)動(dòng)，甚至?xí)饳C(jī)翼折斷而機(jī)毀人亡。這一問題，曾經(jīng)使設(shè)計(jì)師 絞盡腦汁，最后終于在機(jī)翼前緣安放一個(gè)加重裝置才有效地解決了這一難題。后來人們從動(dòng) 物學(xué)上了解到，小蜻蜒的翅膀前緣上方都有一塊深色的角質(zhì)加厚區(qū)——翅痣。翅痣是蜻蜒的 消顫振裝置。蜻蜒快速飛行，就是靠翅痣調(diào)整翅膀的振動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。�

大自然中萬事萬物的空間形態(tài)、結(jié)構(gòu)、特征，都是生命本能地適應(yīng)生長、進(jìn)化環(huán)境的結(jié)果， 在仿生形態(tài)的學(xué)習(xí)、研究中，從以下幾個(gè)方面探索仿生形態(tài)解決設(shè)計(jì)產(chǎn)品問題的方式。

第一，建立生物功能形態(tài)模型，研究仿生形態(tài)的功能作用，從生物原型上找到對(duì)應(yīng)物理原理 ，通過對(duì)生物體的感知，形成對(duì)生物體的感性認(rèn)識(shí)。從功能出發(fā)，研究生物的結(jié)構(gòu)形態(tài)，在 感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，除去無關(guān)因素，建立一個(gè)生物的模型。對(duì)照原型進(jìn)行定性分析，用模型 模擬生物結(jié)構(gòu)原理。�

第二，從生物結(jié)構(gòu)形態(tài)出發(fā)，研究仿生形態(tài)、比例、機(jī)能。用模型的手法，對(duì)生物體進(jìn)行定 量分析，掌握生物機(jī)體的結(jié)構(gòu)尺度，從具象的形態(tài)和結(jié)構(gòu)中，探索其特殊功能和運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)的 特點(diǎn)。�

第三，仿生形態(tài)直接模仿生物的局部優(yōu)異機(jī)能。如模仿海豚皮制作的魚雷外殼減少了前進(jìn)阻 力，船舶采用魚尾型推進(jìn)器可在低速下取得較大推力。但是，在仿生形態(tài)的研究和應(yīng)用中很 少模仿細(xì)節(jié)，而是通過對(duì)生命系統(tǒng)的構(gòu)造和工作原理研究，總結(jié)出仿生形態(tài)的科學(xué)規(guī)律。�

三、仿生形態(tài)——生態(tài)設(shè)計(jì)新理念�

仿生形態(tài)中包含了非常鮮明的生態(tài)設(shè)計(jì)觀念，因?yàn)椤霸趲缀跛械脑O(shè)計(jì)中，大 自然都賦予了 人類最強(qiáng)有力的信息”(科克尼語)。仿生形態(tài)對(duì)探索現(xiàn)代生態(tài)設(shè)計(jì)無疑是一面新的旗幟。�

現(xiàn)代社會(huì)文明的主體是人與機(jī)器(產(chǎn)品形態(tài))構(gòu)成的。人類發(fā)明機(jī)器的目的是在強(qiáng)體力勞動(dòng)的 壓迫下，使機(jī)器代替人的體力而使人類解放出來，但是機(jī)器在多大程度上替代人類勞動(dòng)， 智能工具的出現(xiàn)使人類個(gè)體競爭面臨著同機(jī)器的絞殺。這些對(duì)于人類自身來說缺乏心理準(zhǔn)備 。 人類在這種文明所導(dǎo)致的生態(tài)失調(diào)狀況下開始反思并力求尋找新的出路?！敖⑷伺c自然、 機(jī)器的對(duì)話平臺(tái)”，共生哲學(xué)觀強(qiáng)烈地呼吁人與機(jī)器、生態(tài)自然與人造自然之間建立兩種文 化的結(jié)構(gòu)，重塑科技價(jià)值和人類地位。從機(jī)器工業(yè)化的人為形態(tài)符號(hào)的視覺充斥中脫離出來 ，轉(zhuǎn)向從自然原生狀態(tài)中開發(fā)設(shè)計(jì)形態(tài)，是當(dāng)代生態(tài)設(shè)計(jì)的一種策略和新理念。�

第一，仿生形態(tài)的宜人性可使人與機(jī)器形態(tài)更加親近。自然界的生物的進(jìn)化，物種的繁衍， 是在不斷變化的生存環(huán)境中合乎邏輯與規(guī)律地進(jìn)行著調(diào)整和適應(yīng)。這都是因?yàn)樯餀C(jī)體的構(gòu) 造具備了生長和變異的條件，它隨時(shí)可以拋棄舊功能，適應(yīng)新功能。人為形態(tài)與空間環(huán)境的 固定化功能模式抑制了人類同自然相似的自我調(diào)整與適應(yīng)關(guān)系。因此，設(shè)計(jì)要根據(jù)人的自然 和社會(huì)屬性，在生態(tài)設(shè)計(jì)的靈活性和適應(yīng)性上最大限度地滿足個(gè)性需求。�

第二，仿生形態(tài)蘊(yùn)含著生命的活力。生物機(jī)體的形態(tài)結(jié)構(gòu)為了維護(hù)自身、抵抗變異形成 了力量的擴(kuò)張感，使人感受到一種自我意識(shí)的生命和活力，喚起我們珍愛生活的潛在意識(shí)，在這 種美好和諧的氛圍下，人與自然融合、親近，消除了對(duì)立的心理不安狀，使人感到幸福與滿足。�

第三，仿生形態(tài)的奇異性豐富了造型設(shè)計(jì)的形式語言。自然界中無數(shù)有機(jī)生命(動(dòng)物與植物) 豐富的形體結(jié)構(gòu)，多維的變化層面，巧妙色彩裝飾和圖形組織以及它們的生存方式、肢體語 言、聲音特征、平衡能力為我們?nèi)斯ば螒B(tài)設(shè)計(jì)提供了新的設(shè)計(jì)方式和造美法則。生物體中體 現(xiàn)出的與人溝通的感性特征將會(huì)給我們新的啟示。
地面機(jī)械工作時(shí)，土壤對(duì)其觸土部件的粘附嚴(yán)重降低了生產(chǎn)效率，這成為一個(gè)亟待解決的重大技術(shù)難題。某些生物，特別是土壤動(dòng)物，經(jīng)過億萬年的進(jìn)化優(yōu)化，具有優(yōu)良的減粘脫附功能，深入地研究土壤動(dòng)物的生理規(guī)律和減粘脫附機(jī)理，將會(huì)解決地面機(jī)械工作部件的土壤粘附問題。本項(xiàng)目在此方面開展了深入系統(tǒng)地研究工作，取得了如下成果：
1、成功地進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室養(yǎng)殖蜣螂30天以上，系統(tǒng)地揭示了其眾多形態(tài)特征。
2、初步建立了土壤粘附模型結(jié)構(gòu)，采用譜分析、分形分析、遺傳算法等手段研究了土壤粘附問題。
3、設(shè)計(jì)開發(fā)的仿生非光滑犁壁，可減小耕作阻力15%-18%，節(jié)省燃料消耗5.6%-12.6%。以ZG25Mn2和ZG75Mn13鋼為基體，制備了兩種仿生梯度耐磨表面。研制的聚合物基復(fù)合材料，當(dāng)外加增強(qiáng)材料在一定范圍內(nèi)（一般不超過10%），磨料磨損性能得到明顯提高，而其脫附減阻性能比傳統(tǒng)觸土材料（鋼）有較大改進(jìn)。
4、設(shè)計(jì)開發(fā)的仿生非光滑曲面推土鏟，對(duì)于含水量為28.3%的黑粘土，非光滑推土鏟比光滑鏟減阻13.1%-32.9%。
5、按照仿生電滲原理，研制的仿生電滲落煤斗有效地解決了煤的粘附阻塞問題。將仿生柔性脫附技術(shù)用于運(yùn)煤礦車上，有效地防止了煤的粘附和凍粘。
隨著生產(chǎn)的需要和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從50年代以來，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到生物系統(tǒng)是開辟新技術(shù)的主要途徑之一，自覺地把生物界作為各種技術(shù)思想、設(shè)計(jì)原理和創(chuàng)造發(fā)明的源泉。人們用化學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)以及技術(shù)模型對(duì)生物系統(tǒng)開展著深入的研究，促進(jìn)了生物學(xué)的極大發(fā)展，對(duì)生物體內(nèi)功能機(jī)理的研究也取得了迅速的進(jìn)展。此時(shí)模擬生物不再是引人入勝的幻想，而成了可以做到的事實(shí)。生物學(xué)家和工程師們積極合作，開始將從生物界獲得的知識(shí)用來改善舊的或創(chuàng)造新的工程技術(shù)設(shè)備。生物學(xué)開始跨入各行各業(yè)技術(shù)革新和技術(shù)革命的行列，而且首先在自動(dòng)控制、航空、航海等軍事部門取得了成功。于是生物學(xué)和工程技術(shù)學(xué)科結(jié)合在一起，互相滲透孕育出一門新生的科學(xué)——仿生學(xué)。
仿生學(xué)作為一門獨(dú)立的學(xué)科，于1960年9月正式誕生。由美國空軍航空局在俄亥俄州的空軍基地戴通召開了第一次仿生學(xué)會(huì)議。會(huì)議討論的中心議題是“分析生物系統(tǒng)所得到的概念能夠用到人工制造的信息加工系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上去嗎？”斯梯爾為新興的科學(xué)命名為“Bionics”，希臘文的意思代表著研究生命系統(tǒng)功能的科學(xué)，1963年我國將“Bionics”譯為“仿生學(xué)”。斯梯爾把仿生學(xué)定義為“模仿生物系統(tǒng)的原理來建造技術(shù)系統(tǒng)，或者使人造技術(shù)系統(tǒng)具有或類似于生物特征的科學(xué)”。簡言之，仿生學(xué)就是模仿生物的科學(xué)。確切地說，仿生學(xué)是研究生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特質(zhì)、功能、能量轉(zhuǎn)換、信息控制等各種優(yōu)異的特征，并把它們應(yīng)用到技術(shù)系統(tǒng)，改善已有的技術(shù)工程設(shè)備，并創(chuàng)造出新的工藝過程、建筑構(gòu)型、自動(dòng)化裝置等技術(shù)系統(tǒng)的綜合性科學(xué)。從生物學(xué)的角度來說，仿生學(xué)屬于“應(yīng)用生物學(xué)”的一個(gè)分支；從工程技術(shù)方面來看，仿生學(xué)根據(jù)對(duì)生物系統(tǒng)的研究，為設(shè)計(jì)和建造新的技術(shù)設(shè)備提供了新原理、新方法和新途徑。仿生學(xué)的光榮使命就是為人類提供最可靠、最靈活、最高效、最經(jīng)濟(jì)的接近于生物系統(tǒng)的技術(shù)系統(tǒng)，為人類造福。
蜘蛛是自然界最常見的節(jié)肢動(dòng)物之一，全世界有3.5萬多種，有幽靈蛛、圓網(wǎng)蛛、草蛛、狼蛛、花蛛……從天上到地下，從陸地到海洋，到處都有它的蹤跡。大多數(shù)蜘蛛都會(huì)吐絲織網(wǎng)，蜘網(wǎng)不僅巧妙，復(fù)雜，而且功能齊全，設(shè)備精細(xì)，陷阱密布，網(wǎng)上有通信線、報(bào)警線、行路線、餐室、婚室、育兒室等等，恰如一個(gè)神奇的迷宮。蜘蛛與人類關(guān)系密切，生活在田野的蜘蛛，是保衛(wèi)莊稼的忠誠“衛(wèi)土”：跳蛛在地面巡邏；圓蛛、營巢蛛在植物葉面上結(jié)網(wǎng)；水狼蛛封鎖水面。無論天上飛的，地上跑的，水上游的，那些飛虱、葉蟬、螟蟲、蚜蟲、稻螟嶺、稻蒼蟲、蒼蠅、蚊子等害蟲，都難逃眾多蜘蛛布下的天羅地網(wǎng)。研究蜘蛛的各種行為的奧秘，對(duì)人類生活，仿生，對(duì)高科技都有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

蜘蛛捕食的奧秘與宇宙航行

蜘蛛編織了一張網(wǎng)之后，就在哪里“守株待兔”式地捕捉昆蟲，這種被動(dòng)式的捕獲效率還頗高，科學(xué)家對(duì)此大惑不解。后來、美國耶魯大學(xué)生物學(xué)家偶然發(fā)現(xiàn)了其中的奧秘。

他們?cè)谘芯磕承┢贩N的蜘蛛進(jìn)化時(shí)發(fā)現(xiàn)、蜘蛛網(wǎng)對(duì)紫外光反射得特別強(qiáng)，這是否就是蜘蛛捕蟲的奧秘呢？他們將同一只蜘蛛結(jié)的兩張網(wǎng)放在不同的地方，一張網(wǎng)用紫外光照射，另一張網(wǎng)用不含紫外光的可見光照射。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有意放入室內(nèi)的一群果蠅居然都飛向第一張網(wǎng)了?？茖W(xué)家們推斷，果蠅是因?yàn)榈谝粡埦W(wǎng)反射了足夠多紫外光而誤以為飛向藍(lán)天的。

更為有趣的是，蜘蛛還會(huì)隨自身的進(jìn)化而調(diào)整蜘蛛網(wǎng)的光學(xué)特性。進(jìn)化水平較低的品種習(xí)慣于在暗處結(jié)網(wǎng)，它們的網(wǎng)都具有強(qiáng)烈反射紫外光的特點(diǎn)。進(jìn)化水平較高的蜘蛛、有些從暗處遷到較明亮處。這樣，蜘蛛的捕獵就發(fā)生了問題，它如果仍然像過去一樣使所結(jié)網(wǎng)反射大量紫外光，反而使昆蟲覺得前面不是藍(lán)天而有某些障礙物，昆蟲識(shí)破了蜘蛛的用意就不會(huì)自投羅網(wǎng)了。然而，道高一尺，魔高一丈。對(duì)于高度進(jìn)化的蜘蛛，居然能結(jié)出不會(huì)大量反射紫外光的網(wǎng)。這種網(wǎng)的絕大部分都不反射紫外光，加上在較明亮處本來就存在的紫外光，促使昆蟲誤以為這還是藍(lán)天，妙還妙在隨著昆蟲品種的不同，蜘蛛還會(huì)在結(jié)新網(wǎng)時(shí)調(diào)整這些結(jié)點(diǎn)的多少與分布。

蜘蛛網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也有奧秘在其中，許多人都看到過昆蟲在蜘蛛網(wǎng)上拼命掙扎的情況。經(jīng)過這樣的折騰蜘蛛網(wǎng)仍不破裂，說明它具有很高的強(qiáng)度和柔性，這些特性來自何方也是一個(gè)謎。

牛津大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，蜘蛛網(wǎng)是由兩股不同類型的絲線絞合在一起構(gòu)成的。網(wǎng)絲中首先是一種干性的直線狀線絲，它是網(wǎng)絲的主干線和支撐物，最多只能比原來拉長20％，再拉就會(huì)斷裂。直線狀絲線旁還絞合著另一種粘性的螺旋狀絲線，它是專門用來捕捉昆蟲的，可以伸長到原來的4倍，恢夏原狀后也不會(huì)下垂。在高倍電子顯微鏡下，可以看到螺旋狀絲線周圍覆蓋著一層膠質(zhì)液體微滴，液體中80％是水，其余是脂肪、氨基酸和糖類的混合物。每個(gè)微滴中包含著一團(tuán)絲線，當(dāng)被捕獲的昆蟲掙扎著將絲線拉長時(shí)，微滴中的絲團(tuán)便會(huì)展開以增加絲線的長度。當(dāng)捕獲物不再掙扎時(shí)，絲團(tuán)便會(huì)自動(dòng)復(fù)原。

英國牛津大學(xué)的物理學(xué)家唐納德·埃德蒙茲和生物學(xué)家弗里茨·福拉爾特，以及倫敦歐文·阿勒普伙伴公司的結(jié)構(gòu)工程師洛蘭·林，最近用電子計(jì)算機(jī)模型進(jìn)一步分析了蜘蛛網(wǎng)，并揭示了蜘蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)上的奧秘。

埃德蒙茲說：“如果蜘蛛網(wǎng)不能耗散掉飛進(jìn)網(wǎng)中昆蟲的運(yùn)動(dòng)能量的話，昆蟲要么將網(wǎng)撞破；要么像從蹦床上彈起來那樣被彈出網(wǎng)外。我們采用這個(gè)計(jì)算機(jī)模型后出乎意料地發(fā)現(xiàn)，空氣動(dòng)力阻尼對(duì)捕獲這些昆蟲有極大的影響，整張網(wǎng)在空氣中上下來回的飄蕩中，運(yùn)動(dòng)能量被耗散掉了”。

為了證實(shí)他們通過計(jì)算機(jī)模型的發(fā)現(xiàn)，這個(gè)三人小組在實(shí)驗(yàn)室中又再現(xiàn)了模擬實(shí)驗(yàn)。他們用小口徑炮將泡沫塑料彈丸發(fā)射到真的蜘蛛網(wǎng)上，并測量其效果。在這種實(shí)驗(yàn)規(guī)模上，他們發(fā)現(xiàn)蜘網(wǎng)四周的空氣似有很強(qiáng)的“粘滯性”，跟水中拉繩子的感覺一樣。

他們還測量了蜘蛛網(wǎng)所具獨(dú)特幾何外形的平衡壓力和張力．發(fā)現(xiàn)力被分布在整個(gè)網(wǎng)表面。他們認(rèn)為這種結(jié)網(wǎng)的科學(xué)道理對(duì)建造有許多繩索的帳篷狀結(jié)構(gòu)建筑物，將有指導(dǎo)啟迪作用和實(shí)用價(jià)值。

前不久，英國利物浦大學(xué)的生物化學(xué)家，從生活在南美亞馬遜河岸上的一種毒蜘蛛中提取出它們的毒汁。這種毒汁的奇特之處在于它不殺死其捕獵對(duì)象（昆蟲、小鳥和嚙齒動(dòng)物），僅僅使中毒小動(dòng)物長時(shí)間麻醉昏睡，使之長期有活的食物儲(chǔ)備。

現(xiàn)在，利物浦大學(xué)的生化學(xué)家已根據(jù)這種南美毒蜘蛛的毒汁成分，重新合成了一種無害的催眠物質(zhì)。他們打算將這種合成物用在宇航員身上，使宇航員能在未來漫長而枯躁的星際航行中處于休眠狀態(tài)，借此延長壽命，以便完成目前僅靠人類壽命還遠(yuǎn)不能完成的超遠(yuǎn)距離的宇航使命。

蜘蛛絲與用途廣泛的化學(xué)纖維

蜘蛛腹部后端有6個(gè)吐絲器，它們與體表的3對(duì)紡綞突相通，突上有1000多個(gè)細(xì)孔?？椌W(wǎng)時(shí)由此噴出主要由一種纖元蛋白質(zhì)組成的粘液。它遇到空氣后變?yōu)閳?jiān)韌的細(xì)絲線。蜘蛛再用第四對(duì)足足跖部外側(cè)的櫛毛和末端的爪突，進(jìn)行繅紡、梳整、拉扯、編絞，紡織成結(jié)網(wǎng)所用的絲。200克粘液拉成的絲其長度可繞地球赤道一周；1000多根細(xì)絲合成一股，其直徑才有人頭發(fā)絲的1／10。蛛絲對(duì)人類有很大的用處，古希臘人用蛛絲纏在傷口上以止血；我國醫(yī)書上記載，用蛛絲治金瘡出血、毒瘡等。人們還用蛛絲制成結(jié)實(shí)柔軟的手套、帽子、掛包、絲襪等，精美耐用。蛛絲細(xì)到只有千分之五毫米，被人類用來做精密光學(xué)儀器鏡片上幫助瞄準(zhǔn)的叉絲。仿生學(xué)家從蜘蛛紡錘突受到啟發(fā)，制造出了現(xiàn)代人造纖維的噴絲頭。

據(jù)化學(xué)分析，纖細(xì)又堅(jiān)韌的蛛絲是由絲纖元蛋白質(zhì)的氨基酸組成比所決定的。英國工藝學(xué)家根據(jù)這種絲的組成配比，正在用遺傳工程技術(shù)生產(chǎn)蛛絲，以便人工制造出與天然蛛絲一樣具高性能的防彈輕質(zhì)蛛絲材料。

美國科研人員對(duì)自然界最纖細(xì)的化學(xué)纖維也興趣百倍，他們對(duì)蜘蛛絲獨(dú)有的延伸性、堅(jiān)固性、絲的結(jié)構(gòu)和功能，以及一只蜘蛛可分泌六種不同用途的絲（結(jié)網(wǎng)絲，懸吊自身的絲，用作育兒室的絲、婚室絲、通信報(bào)警絲、路

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