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標(biāo)題: 前沿科技之蜘蛛絲抗颶風(fēng)特性設(shè)計(jì)未來(lái)建筑物 [打印本頁(yè)]

作者: 掃街 時(shí)間: 2012-6-7 16:55
標(biāo)題: 前沿科技之蜘蛛絲抗颶風(fēng)特性設(shè)計(jì)未來(lái)建筑物
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，蜘蛛網(wǎng)比鋼還堅(jiān)韌，這簡(jiǎn)直是一個(gè)自然奇跡。現(xiàn)在美國(guó)麻省理工學(xué)院的一個(gè)科學(xué)家小組揭示為什么蜘蛛網(wǎng)如此有韌性，可以禁得起颶風(fēng)的狂吹和捕食者的猛烈攻擊。科學(xué)家或?qū)⒗弥┲刖W(wǎng)堅(jiān)韌的特性設(shè)計(jì)可抗颶風(fēng)和地震的未來(lái)建筑物。研究報(bào)告發(fā)表在最新一期的《自然》雜志上。

研究表明，蜘蛛網(wǎng)的質(zhì)地之所以會(huì)如此堅(jiān)韌不是因?yàn)榻z有非凡的彈性，而是因?yàn)槠淝擅畹脑O(shè)計(jì)。美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員說(shuō)，蜘蛛網(wǎng)最重要的特性是能夠保持完整，絲線斷裂后可變得更堅(jiān)韌。他們說(shuō)，這些發(fā)現(xiàn)可用于幫助設(shè)計(jì)安全的建筑物，甚至一種牢不可破的新型材料。

蜘蛛需要耗費(fèi)巨大的能量才能成功編織一個(gè)完好的蜘蛛網(wǎng)，因此蜘蛛網(wǎng)包含了一系列的功能，無(wú)需做重大修理。研究人員發(fā)現(xiàn)，蜘蛛絲本身可自動(dòng)軟化或變硬，以承受負(fù)載在它上面的不同類型的物體，不同于其它任何天然或人造的纖維。對(duì)其它三種材料制成的類似網(wǎng)的材料進(jìn)行測(cè)試，在遭受掉落的樹枝或狂風(fēng)破壞時(shí)，蜘蛛絲具有的彈力要大六倍。

當(dāng)蜘蛛絲的一根絲被弄斷了，蜘蛛可以做小修小補(bǔ)，而不是從頭開始修補(bǔ)。從各個(gè)區(qū)域去除10%的絲線，蜘蛛網(wǎng)的韌性不但不會(huì)削弱，反而會(huì)增強(qiáng)10%。該研究報(bào)告的合著者馬庫(kù)斯比埃勒（Markus Buehler）說(shuō)：“蜘蛛網(wǎng)真正堅(jiān)韌的部分不是絲，而是其機(jī)械性能如何隨著張力而改變，這是一個(gè)井然有序的內(nèi)置的功能。”

科學(xué)家已經(jīng)證明，蜘蛛絲為何比同等重量的鋼的強(qiáng)度大五倍。蜘蛛絲包含兩種類型的絲，一種是來(lái)自中心的堅(jiān)硬、干性的絲，可將所有的絲凝聚在一起；另一種是更細(xì)更有粘性的絲，用于捕獲獵物。科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)這兩類蛛絲都可以離開原來(lái)的位置而不折斷，所以僅有一根絲會(huì)折斷。俄亥俄州阿克倫大學(xué)的生物學(xué)家托德 A.布萊克利奇（ Todd A. Blackledge ）沒有參與這項(xiàng)研究，他說(shuō)：“蜘蛛網(wǎng)為蜘蛛成功捕獲獵物發(fā)揮了重要的作用。絲在沖擊下拉伸，抱住昆蟲，所以它不容易逃脫。”

比埃勒建議，工程師可以將蜘蛛絲的構(gòu)造原理應(yīng)用到其它方面。蜘蛛絲在受到破壞時(shí)只受很小的損壞、而不影響整個(gè)結(jié)構(gòu)這一特性可以應(yīng)用于設(shè)計(jì)虛擬網(wǎng)絡(luò)，如互聯(lián)網(wǎng)，在遭受攻擊期間只有本地節(jié)點(diǎn)被破壞，而整個(gè)系統(tǒng)可繼續(xù)運(yùn)行。了解其微觀的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和其宏觀性質(zhì)，可能有助于將碳納米管串在一起，可能有一天會(huì)用于生產(chǎn)太空電梯。

作者: jinming 時(shí)間: 2012-6-19 22:26
謝謝分享！

作者: 26℃的風(fēng) 時(shí)間: 2012-6-20 07:06
{:soso_e176:}人類的很多發(fā)明都是從動(dòng)物身上受到的啟示

作者: 殛樂(lè) 時(shí)間: 2012-7-18 17:27
我對(duì)最后一句話很感興趣，太空電梯。

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