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魚鱗的靈感啟發

護面應同時具備硬度(抗刺穿能力)和靈活度兩個特性。但最硬的材料通常不具柔韌性。這可以透過把硬片固定在軟片上來解決,例如,羅馬士兵的盔甲(lorica squamata)就是將金屬片縫在布面上做成的。

魚鱗的靈感啟發

羅馬士兵的盔甲

加拿大蒙特利爾的麥吉爾大學(McGill university)的工程師模仿魚類,如鱸魚和鱷嘴魚(下圖)的體表層疊的鱗片。他們在魚的面板和鱗片上做了大量實驗,研究它們的硬度、韌性(抗破裂能力)和破裂的方式。工程師們發現較小的鱗片更具抗刺穿能力,它們是“目前已知的最為結實的膠原基材料”。1

魚鱗的靈感啟發

鱷嘴魚

研究人員利用電腦模擬研究出了最佳的排列方式,然後用硬質的陶瓷氧化鋁條帶製作0.6毫米厚的鱗片,再把它們粘在拉伸的鬆緊帶上面。鬆開鬆緊帶後,鱗片就會滑到下一片鱗片上,形成部分重疊。如此排列的鱗片又被粘到一個柔軟的彈性矽膠薄膜上。

魚鱗的靈感啟發

鱷嘴魚層疊鱗片特寫

人們發現這張貼了鱗片的薄膜仍然很柔韌,但也不失硬度。相反,它其實比一整片陶瓷層更具抗刺穿能力。而且,即便鱗片膜被多處穿孔,而且穿孔只相隔兩個鱗片,它仍具有抗擊力。

當然,研究報告還是少不了對進化論來一番無視事實的恭維:

“經過幾百萬年的進化,動物發展出高效的防護系統來抵禦捕食者的威脅、種內爭鬥的傷害、環境的危險。”2

一如既往,進化論並沒有對鱗片的作用原理和起源提供真正的科學見解。研究人員製造的防護手套也當然不是靠隨機突變和自然選擇!這是人類仿效自然創造者的諸多例子中的一個,這個發展迅速的領域稱為仿生學。3

一隻部分覆蓋了合成鱗片的手套:指頭伸直的狀態(a)和彎曲的狀態(b)

分類: 健身
時間: 2021-12-31

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