近日，在最新一期的《科學》雜誌上，有一篇文章格外引人注目，甚至登上了該期的封面。它由美國弗吉尼亞理工大學機械工程系的助理教授李靈及其團隊發表，描述了一種名為饅頭海星的骨骼。
該骨骼由多孔碳酸鈣材料組成，其化學成分與我國所使用的粉筆類似。但它卻並非像粉筆一樣易碎，可想而知其一定擁有不凡的結構。就如同石墨與鑽石的區別，雖然都由碳組成，卻因結構不同，而有著巨大的硬度差異。
研究顯示，海星骨骼是一種純天然的、具有良好效能的多孔輕質陶瓷材料，也是汽車和航空航天等製造行業所追求的理想材料。但很可惜，人類暫時還無法複製這種材料。由此可見，自然界才是最精巧的設計師。那麼這種海星的骨骼效能究竟優異在哪？
這是一種被稱為饅頭海星的海洋生物，別名原瘤海星，多分佈在太平洋、印度洋和紅海的溫暖海域中。它們大多為紅色、橙色或棕色，偶見白色、粉色、藍色或綠色的個體。然而，別看它們雖然顏色鮮豔，體表又佈滿看似危險的疣突和棘刺，但實際上卻是無毒的。
上圖：饅頭海星（左）和它的骨骼（右）
由於它們的腕足看起來很堅硬，同時又可以大幅度彎曲，便引起了研究人員的注意。隨後，在掃描電子顯微鏡的觀察下，研究人員發現饅頭海星的表面上生長著鱗次櫛比的小方解石晶體，也就是它們組成了海星的骨骼。這就是這些骨頭的真相！
研究人員表示，這些細密緊緻的微晶格，構成了一塊塊直徑只有幾毫米的“小骨頭”。而這些不計其數的小骨頭又與軟組織相連，最終組成了饅頭海星的整體骨骼。
這使得海星的骨骼就像用一整塊方解石單晶雕刻出來的週期性晶格，擁有近乎完美的雙尺度微晶格結構。進而讓饅頭海星在能夠靈活運動的同時，又能擁有一定的硬度，做到既靈活又堅固。更神奇的是，在微晶格斷裂時，還能阻止裂紋進一步擴充套件。這是因為這種微晶格結構中含有很多晶格缺陷，從而抑制了裂紋沿著某一個方向擴充套件。
尤其是它的吸能效果，如果用在汽車上，就可在激烈的碰撞中吸收掉很大一部分動能，來保護車裡的乘客。經測算，海星骨骼的吸能指標，比現在常用的泡沫陶瓷高出許多。因此考慮到其優異的效能，在弗吉尼亞理工大學的生物和仿生材料實驗室，李靈和他的團隊正在試圖複製這種結構。
然而他們只是用3D列印技術，製作了一個立方體模型，能讓人們從視覺上了解這種材料的內部結構，其成分依舊只是塑膠而不是碳酸鈣。很遺憾，以人類現有的技術，還遠遠不足以複製這種材料。說到這難免會有人鄙夷，這不就是用顯微鏡看了一下海星的骨骼嗎？
實際上我們都低估了這“只是看了一眼”的意義。動物身上的科學，為人類社會做出的貢獻不可估量。利用仿生學原理，衍生出的科學成果更是不計其數。
例如當科學家發現蜘蛛絲的強度相當於同等體積的鋼絲的5倍之後，便有人試製出了一種猶如蜘蛛絲一樣的高強度纖維。用這種纖維做成的複合材料可以用來做防彈衣、防彈車、坦克裝甲車等結構材料。
此外，長頸鹿的面板還與飛行員身上穿的抗荷服的發明脫不了干係。由於長頸鹿是陸上最高的動物，其大腦和心臟的距離長達3米左右，完全是靠高達160~260毫米汞柱的血壓把血液送到大腦的。因此正常來說，當長頸鹿低頭飲水時，其大腦的位置低於心臟，會使得大量的血液會湧入大腦，進而導致長頸鹿發生腦溢血而死。
但裹在長頸鹿身上的一層厚皮緊緊箍住了血管，限制了血壓，也就護住了長頸鹿的生命。而受到長頸鹿面板結構的啟發，科學家便發明出了一種飛行服——“抗荷服”。使得飛行員穿上這種抗荷服後，就能起到控制血管的作用，從而使人的血壓保持正常。解決了超高速殲擊機駕駛員，在突然加速爬升時因腦部缺血而引起的痛苦。
更令人難以置信的是，蝴蝶還為衛星控溫系統的設計帶來了靈感。由於太空中環境惡劣，使得人造衛星一直忍受著強烈的溫度變化。而這又很容易破壞衛星上的精密儀器，所以一度使航天科學家傷透了腦筋。後來，人們發現蝴蝶身上有著一個優秀的溫控系統，由它們身體表面生長著的一層細小鱗片組成。
每當氣溫上升、陽光直射時，蝴蝶的鱗片自動張開，以減少陽光的輻射角度，從而減少對陽光熱能的吸收。而當外界氣溫下降時，鱗片又會自動閉合，緊貼體表，讓陽光直射鱗片，從而把體溫控制在正常範圍之內。這啟發科學家設計出了一種猶如蝴蝶鱗片般的控溫系統，完美解決了人造地球衛星的溫度調節問題。
因此我們要意識到，當很多人對動物身上的科學不屑一顧時，總會有人抓住機遇並創造歷史。這些看似不起眼的研究，也許就會成為推動人類前進的動力。
