8个灵感源自大自然的,科学创意设计

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早在15世纪,达芬奇就通过对鸟类的研究开发了飞机。与人类开发的技术相比,大自然的解决方案往往更经济、更有效、更持久。在设计新产品的过程中,工程师往往需要从大自然的设计中获得灵感。可弯曲自修复混凝土当一个人的皮肤被割伤时,除非伤势严重,否则它通常会自行愈合,因为人体的微脉管系统很快就会将物质输送到皮肤上,帮助修复伤口。美国工程师开发的混凝土具有类似于皮肤的特性,在断裂后可以“愈合”。他们使用特殊的微纤维来加固水泥。这种纤维使混凝土弯曲,即使断裂,裂缝的宽度也和头发的直径一样小。断裂后,混凝土从周围空气中吸收水分,然后软化并“生长”以填充裂缝。自愈合混凝土的成本是传统混凝土的三倍,但较低的养护成本足以抵消较高的成本。日本新干线日本新干线的时速可以达到公里,但它产生的巨大噪音往往超过环保标准。当列车通过狭窄的隧道时,甚至会产生音爆。问题的一部分是列车车鼻的形状。为了解决这个问题,工程师们从翠鸟那里得到了灵感。翠鸟的直径不会从一端增加到另一端。它们像楔子一样楔入水中,在水流中快速移动。所以工程师们研制出了性能更高的弹头。年,高速列车电耗提高15%,噪声降低10%。抑菌材料与鲸鱼和海牛的皮肤不同,鲨鱼身上不会附着藻类或藤壶。这一特征似乎与一种称为“肤齿”的小鳞片有关。美国一家公司模仿鲨鱼皮的图案和结构,研制出一种抗菌材料“鲨鱼皮”,可以粘贴在导尿管等医疗器械上,抑制细菌生长。奔驰仿生概念车树木和骨骼非常坚固同时重量较轻。为了均匀地分配压力,树木会在压力最大的地方增加木头密度,骨骼也是如此。工程师将此功能集成到结构设计中,以实现材料重量和性能之间的最佳平衡。奔驰仿生概念车具有轻巧强悍的特点,类似的设计也将应用于其他量产车型。自动供水系统棘蜥被称为“多刺恶魔”,它们用皮肤上的凹槽来收集水分。夜间气温下降时,皮肤上的露水通过毛细血管作用流入口腔。基于这种机制的自动供水系统可以收集和分配天然蒸馏水,帮助数百万人获得清洁的淡水。高性能冲浪板座头鲸鳍前缘的波纹可以帮助座头鲸们优雅而快速地在水中航行。这些波纹被称为“小结节”,这些“小结节”的涟漪降低了阻力,让巨大的座头鲸在水中自由游动,甚至可以做出高难度的动作。根据这一原理,冲浪板制造商在冲浪板上安装了一个模仿驼背鳍的“鳍”。纯天然空调不管外面如何潮湿、干燥、灼热或者冰冷,白蚁巢穴内的温度几乎会保持不变。为了做到这一点,白蚁会在一天中反复打开和关闭一系列的加热和冷却通风口。在非洲某购物中心和办公楼的设计中,建筑师研究了白蚂蚁山的结构,使建筑能耗仅为同类建筑的10%。无痛注射针头被蚊子叮咬过的皮肤发红发痒,但当它的穿刺吸吮口穿透皮肤时,人们几乎感觉不到疼痛。蚊子这种昆虫的吸管是锯齿状的,这可以减少与人体皮下神经的接触范围。相反,那些光滑的皮下注射针头会引起疼痛和不适。受蚊子的启发,日本工程师开发出了带有锯齿状边缘的微型无痛针。


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