【科技創新世界潮】

　　越來越多科學家和工程師開始向自然界尋求靈感，利用自然界的奇妙設計來進行發明創新。

　　英國愛丁堡大學研究員葉夫裏皮迪斯·格卡尼阿斯指出，人類的創造力或許很優(you) 秀，但它無法像大自然那樣奇妙，渾然天成。大自然提供的解決(jue) 方案已經進化了數十億(yi) 年，而且每天都在接受測試，值得人類借鑒。

　　從(cong) 模仿昆蟲眼睛的羅盤，到行為(wei) 像藤蔓的消防機器人，物理學家組織網在近期的報道中向人們(men) 介紹了從(cong) 自然界獲取靈感而衍生的五大創新設計。

　　受昆蟲啟發的羅盤

　　螞蟻和蜜蜂等昆蟲會(hui) 以太陽的位置作為(wei) 指南針，根據陽光的強度和偏振進行視覺導航。

　　格卡尼阿斯團隊複製了昆蟲的眼睛結構，創建出一款新型羅盤。該羅盤模仿了昆蟲眼睛的基本方麵，尤其是偏振光感受器在其背緣區域的扇狀排列。這款傳(chuan) 感器由8對光電二極管組成，這些二極管會(hui) 分析來自不同方向的太陽光。由於(yu) 傳(chuan) 感器的布局與(yu) 天空中的偏振光的模式一致，因此即使陰天也能估計太陽在天空中的位置。

　　格卡尼阿斯解釋說，普通指南針依靠地球微弱的磁場導航，但磁場很容易受到電子設備的幹擾。他們(men) 最新研製的這款羅盤原型“表現非常出色”。

　　受蛛絲(si) 啟發的集水網

　　在自然界，蜘蛛網具有獨一無二的懸索結構，而且有著極佳的彈性與(yu) 韌性。

　　北京航空航天大學鄭詠梅教授發現，蜘蛛絲(si) 就像一串“珍珠項鏈”。在這條“項鏈”上，由細微的納米纖絲(si) 隨機糾纏在一起構成“珍珠”。“珍珠”有著粗糙的表麵，而由兩(liang) 根纖維組成的“鏈繩”是光滑的。兩(liang) 根纖維外包裹著一種能吸引水分子的材料，這就是蜘蛛絲(si) 捕獲水的“秘密武器”。這個(ge) 發現揭開了蜘蛛網上見到的明亮水珠之謎，可用於(yu) 設計大規模人造纖維，收集空氣或霧氣中的水，以滿足缺水地區人們(men) 的需求。

　　在此基礎上，鄭詠梅課題組受天然蜘蛛絲(si) 集水結構啟發，並結合自然界生物的螺旋結構特點，采用塗層方法及有機無機複合界麵裂紋效應調控，製備出了具有連續仿生螺旋槽紡錘節結構的微纖維。研究結果顯示，這種超細纖維具有可修複的潤濕性、長期的耐用性、優(you) 異的機械性能和柔韌性，在大規模集水應用領域顯示出巨大的潛力。

　　受藤蔓啟發的消防機器人

　　雖然很多機器都是從(cong) 動物中汲取靈感，但美國加州大學聖巴巴拉分校查爾斯·肖團隊卻另辟蹊徑，從(cong) 植物中獲得創新的靈感，研製出一款用於(yu) 消防的藤蔓機器人。該機器人模仿了藤蔓和樹根利用局部感應向水源生長的方式，可朝著光或熱的方向“生長”，就像藤蔓爬上牆壁或穿過森林地麵一樣。

　　這款大約兩(liang) 米長的管狀機器人可使用充滿流體(ti) 的袋子，而非昂貴的電子設備來控製自己。研究團隊指出，盡管藤蔓機器人的運動速度很慢，但其擁有的“向熱”和“向光”性，使其能在沒有傳(chuan) 感器、電池或電機的情況下，將自身轉向熱源並將水或惰性氣體(ti) 輸送到熱源，撲滅火災。

　　以藤蔓為(wei) 靈感的卷曲式設計，讓這款機器人可以輕鬆穿越各種障礙。

　　受康普茶啟發的電路

　　康普茶這種流行飲料在滿足人們(men) 口腹之欲的同時，也成為(wei) 科學家靈感的來源。

　　英國西英格蘭(lan) 大學非傳(chuan) 統計算實驗室的科學家發現了一種方法，可使用黏糊糊的康普茶墊製造“康普茶電路板”。這種茶墊由酵母和細菌在康普茶發酵過程中產(chan) 生。研究人員將電路印製在幹燥的墊子上，能夠點亮小型LED燈。

　　幹燥的康普茶墊具有紡織品甚至皮革的特性，但它們(men) 是可持續且可生物降解的，在水中浸泡數天也“毫發無傷(shang) ”。這種康普茶墊也比塑料更輕、更便宜、更靈活。將康普茶可穿戴設備與(yu) 傳(chuan) 感器和電子設備結合，還可用作心髒監測儀(yi) 或步數跟蹤器。

　　受穿山甲啟發的機器人

　　穿山甲這種軟體(ti) 哺乳動物全身覆蓋著鱗片，不僅(jin) 使其在“穿山打洞”時減少泥土黏附，而且能蜷縮成一團，保護自己免受捕食者的攻擊。

　　德國馬克斯·普朗克智能係統研究所與(yu) 上海同濟大學的科學家合作，開發出了一款柔軟、靈活的微型金屬機器人。這款微型機器人不鑽地也不挖洞，而是可進入人體(ti) 內(nei) 治病。它可像穿山甲一樣卷曲起來，在人體(ti) 內(nei) 部“航行”，治療內(nei) 出血、清除腫瘤組織、治療血栓等，具有重大的醫學價(jia) 值和應用前景。（記者劉霞）