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人与自然 系列丛书-第章

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研制阶段,离实际应用还有不小的距离。




现代仿生技术 
  企鹅——越野车, 
  袋鼠——汽车, 
  水母——风暴预测仪, 
  蝙蝠——雷达, 
  王莲——展览馆, 
  鲸鱼——潜艇, 
  苍蝇——照相机, 
  。。 
  这一串两个一组的名词,也许会使你有点莫明其妙;每一组里的那两个名词,似乎是风马牛不相及。 
  其实,这是一份现代仿生技术的成果索引。 
  企鹅在冰天雪地里行走,看似步履蹒跚,滑稽可笑,其实却是又稳健又快速,因为它的脚下毕竟是滑溜溜的冰雪。模仿企鹅的行走动作而设计制造的极地越野车,移植了企鹅的特长,在冰雪上行驶不会打滑、下陷,速度可达到每小时50千米。 
  袋鼠的跳跃能力在哺乳动物里出类拔萃。连续不停地跳跃是它独具一格的行走方式,正是这种行走方式使它能在难以迈步的沼泽和沙漠中健步如飞。如今,一种没有轮子的跳跃式汽车已经诞生了。在沼泽和沙漠中,这种以袋鼠为鼻祖的汽车比有轮子的汽车管用多了。 
  水母能听到快速气流与海水磨擦所产生的次声波,所以它在10个多小时之前就能预感到风暴的来临。这是因为次声在空气中的传播速度达到每小时200多千米,比风暴移动的速度快得多。受到这个启示,人们制成了“水母耳风暴预测仪”,可提前15小时预报海上风暴的强度和方向。 
  蝙蝠在飞行时,喉内发出20000赫兹以上的超声波,并根据目标情况随时调整脉冲参数和调制方式。它能在比自己发出的声音大2000倍的噪声背景中接受到蚊子身上反回来的信号,也能轻易地穿过几乎和它身体同样大小的、由0。1毫米粗的线织成的网的网孔。现代的雷达吸收了蝙蝠的回声定位系统的许多优点,大大提高了灵敏度和抗干扰能力。 
  一张浮在水面上的王莲叶子可以托住一个小孩而不致下沉,这得益于王莲叶子叶脉的特殊网状结构。建筑大师据此而设计了展览馆屋顶的网状骨架,既轻巧又坚固。 
  鲸鱼要浮出水面呼吸时,可以毫不费劲地用背脊撞开30厘米厚的冰层。 
  它那背脊的造型成了设计现代潜艇顶部的样板。这种潜艇在冰封的海域能迅速浮出水面发射导弹。 
  苍蝇的复眼由上千个单眼组成,能全方位捕捉视觉信号。对蝇眼的研究促成了“蝇眼”照相机的问世。它可以一次拍下1000多张照片,分辨率高达每厘米4000条线。 
  大自然中的生物可谓千姿百态、千奇百怪。经过亿万年时间长河的大浪淘沙,这些“适者生存”的生物各有各的绝技,各有各的神通。庞大的生物王国显得奥妙无穷。现代生物技术在改造、利用生物的同时,又孕育出一支以模仿生物为能事的分支——仿生技术,并且取得了一系列的成果。 
  微生物的妙用 
  微生物同人类生活的关系密切,甚至起着人们意想不到的许多作用。 
  关于微生物可以制造味精在前面已介绍过,这里说的是微生物其他的一些用途。 
  用微生物可制取防腐剂,用作竹木工艺品、电线、塑料和纤维制品的涂料和填充料,可以起很好的保护作用。 
  在植物纤维加工时,微生物可以帮助脱胶,进一步提高纤维的产量和质量。 
  皮革经过鞣制,使表面变得柔软光滑,既提高了质量,又增加了美观。 
  利用细菌鞣制皮革,收到了良好的效果。 
  人们发现,各种微生物都或多或少地含有不等的油脂。细菌家族中的大肠杆菌、巨杆菌和白色葡萄球菌等都是产油的能手。可是,它们都很“娇生惯养”,要用甘油、蛋白胨等来培养,还要用牛肉浸汁、葡萄糖等来喂养,花费过大,很不合算。 
  霉菌类的成员中,青霉、镰刀霉等出油“本领”都比细菌强,毛霉更是佼佼者,而且都吃得很粗,容易供养。它们只需糖类、硝酸铵和硫酸铵等就满足了,那些农副产品加工后的废料,它们也不嫌弃。酵母菌类的兄弟中,红酵母创造了最佳的出油成绩,高达74%,连油料之王的油棕也望尘莫及。 
  微生物生产的油脂,除了含有动、植物油脂中的软脂酸、硬脂酸的油酸等成分外,还含有其他成分,营养价值比其他油脂高,而且使用时对人体没有不良影响。这样,它为人类展现了大规模生产油脂的广阔前景。 
  细菌里的能工巧匠 
  说起细菌,我们几乎都会谈虎变色,不寒而栗,什么霍乱菌、痢疾菌。。等等都是面目可憎的恶魔,人们撞着它,小则疾病缠身,重则死于非命,因此人们一向视它们为洪水猛兽,细菌是“万病之源”已经深深地印在人们的脑海中。 
  其实,在这个种类繁多的细菌王国里,并非清一色的都是人类的天敌,有许许多多种细菌不但不会危害人类,相反十分有用,能够为我们做很多有益的事情。它们是细菌里的能工巧匠。




细菌织布工 
  英国的一些科学家已经利用细菌织出了世界上第一块这样的布。 
  这种织布方法非常特别,既不用棉纱,也不用梭子,它用葡萄糖和其他养料作原料,然后放入菌种,配以合适的温度,细菌就会迅速繁殖生长。每个细菌每小时可以繁殖一亿个新的细菌,每天能织出3、4厘米长的布来。只要细菌不死,织布就一直继续下去。当老的细菌死去时,新的细菌会接替它的工作继续织下去,就这样织出“天衣无缝”的布来了。 
  用细菌织出的布有很多优点:比如布纤维长、结实牢固,比通常的布密度高得多。由于这种无棉纱的布是由细菌织成的,所以最适宜作为医疗上的绷带,它能够使伤口形成一种与人的皮肤细胞组织相似的柔软的“皮肤”来,促使伤口加快愈合,疗效非常显著。另外,这种布十分细密,用它来过滤杂质效果极佳。科学家乐观地预言:这种不用棉纱织出来的布,不仅用于医疗卫生和工业上,而且可以用于人类的衣着上,前途十分光明。 
  不过细菌织布所用的葡萄糖价格很昂贵,所以要实现大规模的细菌织布,还有一定困难。科学家提出了一种新的设想,希望利用遗传工程,把合成纤维束带的基因转移到光合细菌的细胞内,那就可以利用太阳能直接生产纤维束带。这个愿望如果一旦实现,那么传统的纺织品——棉、麻等纤维织物就要相形见拙了。




细菌发电工 
  世界上有没有真能发电的细菌呢?回答是肯定的。最近,有家工艺研究所的设计人员设计出一种细菌电池。在这种电池中,电子是靠那些生活在阳极的细菌进行生物化学反应而产生的。当微生物吸收碳水化合物(例如糖)的时候,就产生电子。通常电子是只供细菌自己生长用的。但科学家们发现:如果将一种叫做二胺苯胼噻■的化合物加到糖水里,电子就能从细菌体上分离出来,聚集到电池的阳极上,接上导线就形成从阳极流向阴极的源源不断的电流。这种生物化学电池,就是“细菌电池”。 
  英国牛津大学根据这一原理,研究试制成功一种酶电池,它采用醇脱氢酶铂金做电极,以甲醇作原料产生电能。 
  这种细菌电池很有实用价值,它已经在通讯航标上进行试验,证明性能很好。以这种电池供应电能的发报机也已在太空中使用。而且,科学家正在为宇宙飞船设计一个密闭的生态循环系统,其主要组成就是采用酶细菌电池。目的是在太阳能光合作用的配合作用下,将宇航员呼出的二氧化碳和排出的粪便重新组合,产生的氧气供呼吸,排泄的尿也进入酶细菌电池,产生电力,形成一个“生态链”。 
  另外,在某些偏远地区供电得不到保证的重要部门,也可以采用这种电池供电,养料可以应地制宜,就地取材。例如利用当地的一些废物如食品工业和污水处理厂的废料,就可以供给细菌食物,从而得到廉价的电流。 
  不仅如此,细菌还有捕捉太阳能并把它转化成电能的本领。过去人们只知道植物的叶绿素能够吸收阳光、捕捉阳光,通过光合作用,叶绿素能从空气、水和阳光作用下制造出可供我们利用的物质。现在细菌也具有这种本领。




细菌安全员 
  有一些细菌的食谱非常奇特,例如有一类细菌以食甲烷为生。 
  甲烷是地下煤矿最危险的敌人。世界上每年死于煤矿爆炸的人不知有多少。目前正在研究利用这种细菌来担任煤矿井下的“安
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