榴莲电容器、竹子材料……2020年，那些受自然启发的“仿生发明”
Science_北京
不惧过往，不畏将来！2020-12-29 17:36
研究人员对2020年度的仿生学成果进行了简要总结。
人类依赖自然环境生存。大自然也是很多前沿科技的灵感源泉。
大自然不仅为人类提供了赖以生存的环境，还以许多意想不到的方式激发了科学发现。
仿生学研究所科学家Lex Amore说：“自然是科学灵感的源泉，因为它发现了地球支持生命的方式。我们应该依靠那些已经在数千年中取得成功的生物蓝图，更快地启发创新性设计。”
能为电动汽车充电的榴莲、能制造高性能宇宙飞船的海绵……科学家们对本年度受自然启发的科学发明做出简要总结。
“寄生蜂之针”
寄生蜂具有空心针状的产卵器，通过该组织，这种可怕的昆虫能够将蜂卵注入毛虫等活体宿主体内。
《生物工程与生物技术前沿》杂志报道，荷兰代尔夫特理工大学的科学家在分析了寄生蜂产卵器的输送机制后，设计了一种由滑动棒组成的“寄生蜂之针”。这种新型针头能够深入机体深处，注射药物或清除有害物质，以微创方式切除肿瘤和血凝块，从而缩短患者的康复时间。
“蛛丝透镜”
蜘蛛用蛛丝捕获猎物。科学家用蛛丝、树脂和蜡等，在紫外线辅助下制造出了“蛛丝透镜”。这种光学透镜的尺寸和红细胞接近，能够用于观察病毒等纳米级物体。
蜘蛛丝可用于制作光学透镜。
此外，蛛丝透镜是由天然无毒材料制成的，具有很高的安全性。相关研究成果刊登在《应用物理学杂志》中。
“海绵航空器”
《自然·材料学》杂志发文称，太平洋深处的复杂网状海绵“阿氏偕老同穴”（VFB），为更坚固的摩天大楼、更长的桥梁和更轻的宇宙飞船提供了建造新思路。
科学家们发现，与传统设计相比，VFB的管状骨架结构具有更高的强度-质量比，因此抗压性及稳定性更佳。
论文作者、美国哈佛大学科学家James Weaver说：“我们对海绵骨骼系统的构效关系研究已经超过20年，但VFB又给我们带来了新惊喜。”
“水果电容器”
对于榴莲，人们的评价可谓两极分化：有的人认为它多汁可口，另一些人却觉得它臭不可耐。
能用世界上最“味儿”的水果给手机充电吗？
《能量存储杂志》报道，科学家开发了一种基于榴莲的气凝胶。这种极轻多孔材料可用于解决手机和电动汽车的充电问题。
“气凝胶是一种‘伟大的超级电容器’，它与平稳释放能量的蓄能器类似。”澳大利亚悉尼大学副教授Vincent Gomes解释说，“电池大小的超级电容器设备就能快速存储大量能量。它能够在几秒钟内让手机、平板电脑等电子设备满电‘复活’。”
“竹子构筑块”
大部分汽车、飞机和建筑物都是由钢材、混凝土制造的。现在，竹子作为一种多功能建筑材料引起了科学家的热切关注。如何才能让竹子足够坚实耐用呢？
用微波处理后，竹子的强度能够增强一倍。
《ACS Nano》杂志报道称，科学家已经找到了答案。他们通过部分去除木质素和微波处理，使竹子的强度几乎翻倍。新发现将使竹子这种质量轻、生长快的可持续材料更受欢迎。
Amore说，从森林到深海，自然界中还有很多“智能系统”有待开发。他说：“仿生技术让我们获取了自然智慧，而在应用仿生技术的过程中，我们不仅是在进行自我治愈，也是在治愈这颗蓝色星球。”
（部分图片来源于网络）
◎编译 | 德克斯特
◎审稿 | 西莫
◎责编 | 陈之涵
◎期刊来源 | 《生物工程与生物技术前沿》、《自然·材料学》、《应用物理学杂志》、《能量存储杂志》、《ACS Nano》
◎期刊编号| 0006-3592，1476-1122，0021-8979，2352-152X，1936-0851
◎原文链接：
https://phys.org/news/2020-12-treasure-crayfish-shells-energy.html
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