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動物帶給我們的啟示有哪些？

連體鯊魚裝：運動員們要想在比賽中取得好成績，裝備自然很重要。運用了高科技的運動服裝能讓運動員們如虎添翼。悉尼奧運會時，仿生科技的連體鯊魚裝改變了整個世界泳壇的格局，幾乎大半以上的金牌得主都是鯊魚裝的使用者。第一代鯊魚裝模仿了鯊魚的皮膚，在泳衣上設計了一些粗糙的齒狀突起，以有效地引導水流，并收緊身體，避免皮膚和肌肉的顫動。第二代鯊魚裝又增加了一些新的亮點，加入了一種叫做“彈性皮膚”的材料，可使人在水中受到的阻力減少4%。此外，還增加了兩個附件，附在前臂上由鈦硅樹脂做成的緩沖器能使運動員游起來更加輕松；附在胸前和肩后的振動控制系統能幫助引導水流。

讓盲者見到光明：在植入了微小的仿生視網膜之后，3位失明患者不僅看到了明滅或者移動的光點，甚至還成功地用眼睛區別出杯子和盤子。這是在美國視覺和眼科學協會年會上公布的一項最新進展。研究人員介紹說，他們研制的仿生視網膜薄片面積僅為4乘5毫米，相當于人眼正常視網膜的約三分之一。它由硅酮和鉑材料制成，上面有16個電極，植入后可附著在天然視網膜上，其工作原理是用電信號刺激患者還未完全喪失功能的視網膜細胞，將視覺信息通過視神經傳遞給大腦，從而部分恢復視力。仿生視網膜主要用于治療色素性視網膜炎患者。但研究人員估計，這一技術經改進后將來也許還可以造福那些生來就看不見這個世界的盲人。

人工合成蛛絲：如果你曾經輕推過一個蜘蛛網，你就會感覺到在蛛網破裂前，它有一個拖拉伸展的過程。蛛絲正是通過這個伸展的過程吸收了許多能量，這讓蛛絲成為世界上最有韌性的材料之一。多年來，人們一直幻想能用蛛絲制作衣服，現在這個幻想正在慢慢變成現實。蛛絲含有一種纖維蛋白，這種蛋白質和存在于毛發和羊角中的角質蛋白相似。這種蛋白分泌出來后開始變得堅韌。通過精細的平衡水的含量，蜘蛛和蠶可以防止纖維蛋白過快固化。不久的將來，人工制造的蛛絲將可以用來制作衣服或者強度超高的繩索。

運動方向識別的神經元功能模擬裝置

自動報靶機

平板型復眼透鏡

側抑制微光電視

參考資料：來源：中科院香山科學會議

回答者：有個6 - 助理 二級 2-18 13:50

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仿生學是發展相當迅速的一門新興科學，仿生學主要是利用自然界動物的特性和習性來研究其特性應用的一門科學。生活在海洋中的動物是科學家們研究仿生應用的重要動物之一。現在介紹幾種海洋動物及其仿生應用。

金槍魚 金槍魚是海洋魚類動物中運動速度最快的動物之一，金槍魚捕食時會達到大約80公里的時速。在美國麻省理工大學，科學家們以金槍魚為模型，制造了一條名叫"查理"的1．2米長的機器魚，并在水箱中開始了測試。科學家們已經把這個發現推向技術方面的應用。

魚的尾鰭既能作為推進動力又能導向，考慮到這個特點，在計算機上分析金槍魚的外形，研究的成果已經為水面船只提供了鰭類推進方式。并且，機器魚鰭的運動也經過改善，能在角落里自由游動。科學家們也研究了金槍魚的皮膚，希望能獲得更好的流線特性。

鮭魚 鮭魚能夠在湍急的水流中生活。盡管它們的運動系統很像金槍魚，但還是有差別。鮭魚不但能夠自如地控制自己，還能以閃電般的速度啟動，從不動的狀態立即達到14公里的時速。它們為什么能夠做到這一點呢？除了尾巴擺動的頻率以外，通常魚越大越長就游得越快。科學家們發現，鮭魚在加速時每秒能擺尾15次。因此，其仿生價值極高。

企鵝 企鵝在陸地上看起來很笨拙，但在水中卻異常靈活。為尋找流線型的理想模式，科學家們把微型測量儀器裝在企鵝背上，記錄下它每天運動距離、深度和速度。為拍攝照片，科學家們還在南極裝了一個特殊的水道。通過進一步的實驗，發現企鵝的運動與魚類不同，幾乎只靠鰭來推進自己，這說明企鵝的身體已經進化成了大體積小阻力的優化典范。而且，它的身體在水中幾乎不改變形狀，這個事實使模型實驗變得十分簡單。

鯊魚 鯊魚在海洋里已經生活了3．5億年，能達到超過70公里的高時速。科學家在顯微鏡下檢查深海鯊魚的皮膚時意外地發現鯊魚的鱗屑是扇形的，而且有小槽。然而，在傳統的觀念中，表面越光滑產生的阻力就越小。于是，科學家們把數百個模型鱗片按不同的角度裝配，形成了一個人造的測試表面。測試的結果表明：摩擦損失比光滑表面還要小10％，這項新發現馬上找到了技術應用。這種仿生皮膚被用來包裹空中客車飛機的外表面，使每架飛機的年燃料消耗減少了350噸。如果每年來往于世界各地的飛機都裝上這種皮膚，節省的燃料價值可達數十億美元之巨，造成溫室效應的二氧化碳和氮氧化合物也將會大大減少。

少林拳大量動作的動物仿生，說明少林拳繼承了華夏祖先“熊經鳥伸”的導引仿生傳統，繼承 了華佗仿虎、鹿、熊、猿、鳥五種動物特長創造五禽戲的傳統。少林拳中的自然仿生和生活 仿生動作也有力地體現了樸實的本土文化氣息，透發出“物有自然”。

人工合成蛛絲

蜘蛛成為科學家關注的焦點是因為它們可以制造幾種非常有用的東西，其中包括世界上最堅固的材料之一——蛛絲。“如果你曾經輕推過一個蜘蛛網，你就會感覺到在蛛網破裂前，它有一個拖拉伸展的過程”，麻省理工學院的化學工程學教授葆拉哈蒙德說，“蛛絲正是通過這個伸展的過程吸收了許多能量，這讓蛛絲成為世界上最有韌性的材料之一。”

多年來，人們一直幻想能用蛛絲制作衣服，現在這個幻想正在慢慢變成現實。研究人員首先要了解蜘蛛是如何造絲的，這也是人工合成蛛絲的關鍵。蛛絲含有一種纖維蛋白，這種蛋白質和存在于毛發和羊角中的角質蛋白相似。這種蛋白分泌出來后開始變得堅韌，以前科學家還不了解這個過程，因此至今無法造出和蛛絲同等強度的纖維。但美國塔夫茲大學的研究人員最近發現了蜘蛛和蠶生產這種纖維的秘密。令人驚奇的是，整個過程竟然由水含量來控制。通過精細的平衡水的含量，蜘蛛和蠶可以防止纖維蛋白過快固化。卡普蘭博士已經能夠在實驗室中模擬這一過程。不久的將來，人工制造的蛛絲將可以用來制作衣服或者強度超高的繩索。屆時，人人都可以成為手握蛛絲的蜘蛛俠了。

蜘蛛毒液可成殺蟲劑

科學家還希望借助蜘蛛制造一種理想的殺蟲劑。一種可以殺死害蟲，但對其他昆蟲以及人和動物沒有毒性的殺蟲劑。澳大利亞的漏斗蛛分泌的毒液由100多種化合物組成，其中幾種化合物已被發現只殺死特定的昆蟲。美國康涅狄格大學的科學家格倫金說：“從毒液中把這些化合物分離出來，然后再用特殊方法把這些化合物放到一種病毒上，這些病毒只對某些昆蟲感興趣，這樣病毒就可以將化合物運送到害蟲體內并殺死這些害蟲”。如果科學家能夠在實驗室合成這些化合物，就可以制造出對環境完全無害的殺蟲劑。

蛇毒制成去污劑

另一種來自于蛇的毒液將幫助科學家制造出更好的去污劑。美國加州惠特學院的日裔化學家德溫飯本和他的學生從佛羅里達水腹蛇毒液中提取出一種酶，這種酶可以去除衣服上的血跡。人們已經用細菌制造的酶來生產去污劑，但用動物的酶來生產去污劑還是個新事物。這種源于蛇的酶可以打碎干燥的血跡和衣服纖維之間的粘連。這項研究還處于實驗階段，目前沒聽說哪家公司已經將蛇毒酶加到去污劑中。

貽貝為粘合劑提供新思路

其他動物也可為人類發明新產品提供很好的素材。例如，貽貝可以緊緊帖在巖石或水泥樁上，如果湊近看，就能看到從貽貝體內伸出幾十條纖細的纖維絲。貽貝有一個稱為“足”的器官，“足”可以將每一根纖維絲粘附在固定物體表面。普渡大學的研究人員發現貽貝粘附物質的形成需要鐵，之前還從未在生物粘附劑中發現這種金屬元素。大多數生物粘附劑都以蛋白質為基礎，當鐵加入后，這種明膠樣的物質變得堅硬。看起來鐵是必需的，因為其它可以被植物和動物細胞處理的金屬并不能產生這種“堅硬”過程。這個發現可以幫助科學家生產出更好的粘合劑、不銹材料以及防污油漆。

山羊奶出產蜘蛛絲

當然，在實驗室制造產品和在工廠大規模生產有很大不同。例如，在工廠生產蛇酶去污劑首先要得到毒液。但無論捕蛇、人工飼養或收集毒液都不是件容易的工作。所以科學家正在實驗室培養可以生產蛇毒的細胞。蛛絲有可能走合成路線，因為不能象養蠶那樣飼養蜘蛛，如果把兩只蜘蛛放到一個籠子里，一只蜘蛛總會吃掉另一只。哈蒙德的研究小組從聚亞安酯開始合成纖維，如今他們已經能生產既柔軟又抗拉的纖維。他們正在研究使用超微粒子使纖維強度更大的工藝。其他研究人員則應用了現代生物技術。

加拿大魁北克一家生物技術公司的研究人員將生產蛛絲的基因轉移到新西蘭小山羊的體內，這些山羊每升奶可以生產2-15克的蛛絲。這家公司在美國紐約州的普拉茨堡和魁北克的圣泰萊斯福爾都有養殖基地，公司希望每年可以生產5噸蛛絲。

仿生形態是機能形態的一種形式。仿生形態既有一般形態的組織結構和功能要素，同時又區 別于一般形態，它來自于設計師對生物形態、結構的模擬應用，是受大自然啟示的結果。人 類生活在自然界，與周圍的生物為“鄰居”，這些生物各種各樣的奇異本領，自古以來吸引 著人們去想象和模仿、制造簡單的生產工具，營造居所。如春秋戰國時期的魯班，從鋸齒形 的草葉中“悟”到了鋸的原理，有些昆蟲的腳形如一雙雙鉗子，用以捕捉獵物，而在今日 生活和生產工具中也得到廣泛的應用。?

仿生形態的模擬創造由來已久，但是作為一門獨立的學科卻是本世紀60年代后的事。美國空 軍軍官JE斯蒂爾少校1958年首創仿生學。仿生學研究如何制造具有生物特征的人工系統。 模仿是仿生學的基礎。楓樹的果實借其翅狀輪廓線外形旋轉下落、飄飛得很遠，受此啟發， 便出現了陀螺飛翼式玩具，這是目前螺旋槳的雛型。現代飛行器的仿生原型來自天空中的 飛鳥。?

1?鳥的翅膀功能：上升力、推動力。飛機雙翼的功能：上升力，推動力需發動機裝置。?

2、鳥的骨質中空結構使身體重量減輕，適宜在空中飛行。飛機為了減輕機身重量，采用鋁 合金、ABS工程塑料等輕型材料。?

3、鳥的自由流暢的外型可減少阻力，飛機的流線型仿鳥在沖刺狀的形態。?

仿生形態設計是人們在長期向大自然學習的過程中，經過積累經驗，選擇和改進其功能、形 態，而創造的更優良、多樣化的形態。因此，人類造物的信息源都是來自于大自然的仿生模 擬創造。尤其是當今的信息時代，人們對產品設計的要求不同于過去，只注意功能的優異領 先，而是追求清新、淳樸，注重返樸歸真和探討個性的自律。提倡仿生設計，讓設計回歸自 然，賦予設計形態以生命的象征是人類對精神需求所達到的共識。?

一、仿生形態是設計創新的源泉?

德國著名設計大師路易吉科拉尼曾說：“設計的基礎應來自誕生于大自然的 生命所呈現的 真理之中。”這話道出了自然界蘊含著無盡設計寶藏的天機。仿生形態創造與設計的條件 是，具有正確的認識事物、把握本質規律的方式、方法，錘煉自我創新思維能力。二是具有 扎實的生活基礎，從自然界、人類社會的原生狀況中尋找設計的靈感，包括仿生設計思維的 訓練。人們的傳統思維往往局限于現有的方法、體系，思維的觸角伸展不開，觸及不到事物 的本源上去。“萬有引力定律”的靈感不是誕生于實驗室和定論的經典理論，而是牛頓在蘋 果樹下受到蘋果下落這一事實的啟發并同太陽系、地球運動聯系起來，才誕生了這一發明。 ?

科學研究表明，人類不具備的許多感官特征而在生物界的眾多動物身上存在。如水母能感受 到冰聲波而準確地預知風暴；蝙蝠能感受到超聲波；鷹眼能從三千米高空敏銳地發現地面運 動著的小動物；蛙眼能迅速判斷目標的位置、運動方向和速度，并能選擇最好的攻擊姿勢和 時間。大自然的奧秘不勝枚舉。每當我們發現一種生物奧秘，就有可能成為我們一種新的設 計可能性，也可能帶給我們新的生存方式。從這個意義上講，仿生形態的挖掘是我們創新設 計取之不盡的智慧源泉。?

二、仿生形態——設計難題的方程式?

現實中，許多優秀的技術成果需要轉化為產品，設計師常常苦于拿著好的發明 成果找不到與 之相對應的優良造型去實現它，這往往成為一個難題。如果把需求當成是提出問題，那么仿 生思維就是在大自然中尋找解決問題的方程式。例如：在超音速飛機飛行時，由于航速快， 會使機翼產生顫振而阻礙運動，甚至會引起機翼折斷而機毀人亡。這一問題，曾經使設計師 絞盡腦汁，最后終于在機翼前緣安放一個加重裝置才有效地解決了這一難題。后來人們從動 物學上了解到，小蜻蜒的翅膀前緣上方都有一塊深色的角質加厚區——翅痣。翅痣是蜻蜒的 消顫振裝置。蜻蜒快速飛行，就是靠翅痣調整翅膀的振動來實現的。?

大自然中萬事萬物的空間形態、結構、特征，都是生命本能地適應生長、進化環境的結果， 在仿生形態的學習、研究中，從以下幾個方面探索仿生形態解決設計產品問題的方式。

第一，建立生物功能形態模型，研究仿生形態的功能作用，從生物原型上找到對應物理原理 ，通過對生物體的感知，形成對生物體的感性認識。從功能出發，研究生物的結構形態，在 感性認識的基礎上，除去無關因素，建立一個生物的模型。對照原型進行定性分析，用模型 模擬生物結構原理。?

第二，從生物結構形態出發，研究仿生形態、比例、機能。用模型的手法，對生物體進行定 量分析，掌握生物機體的結構尺度，從具象的形態和結構中，探索其特殊功能和運動協調的 特點。?

第三，仿生形態直接模仿生物的局部優異機能。如模仿海豚皮制作的魚雷外殼減少了前進阻 力，船舶采用魚尾型推進器可在低速下取得較大推力。但是，在仿生形態的研究和應用中很 少模仿細節，而是通過對生命系統的構造和工作原理研究，總結出仿生形態的科學規律。?

三、仿生形態——生態設計新理念?

仿生形態中包含了非常鮮明的生態設計觀念，因為“在幾乎所有的設計中，大 自然都賦予了 人類最強有力的信息”(科克尼語)。仿生形態對探索現代生態設計無疑是一面新的旗幟。?

現代社會文明的主體是人與機器(產品形態)構成的。人類發明機器的目的是在強體力勞動的 壓迫下，使機器代替人的體力而使人類解放出來，但是機器在多大程度上替代人類勞動， 智能工具的出現使人類個體競爭面臨著同機器的絞殺。這些對于人類自身來說缺乏心理準備 。 人類在這種文明所導致的生態失調狀況下開始反思并力求尋找新的出路。“建立人與自然、 機器的對話平臺”，共生哲學觀強烈地呼吁人與機器、生態自然與人造自然之間建立兩種文 化的結構，重塑科技價值和人類地位。從機器工業化的人為形態符號的視覺充斥中脫離出來 ，轉向從自然原生狀態中開發設計形態，是當代生態設計的一種策略和新理念。?

第一，仿生形態的宜人性可使人與機器形態更加親近。自然界的生物的進化，物種的繁衍， 是在不斷變化的生存環境中合乎邏輯與規律地進行著調整和適應。這都是因為生物機體的構 造具備了生長和變異的條件，它隨時可以拋棄舊功能，適應新功能。人為形態與空間環境的 固定化功能模式抑制了人類同自然相似的自我調整與適應關系。因此，設計要根據人的自然 和社會屬性，在生態設計的靈活性和適應性上最大限度地滿足個性需求。?

第二，仿生形態蘊含著生命的活力。生物機體的形態結構為了維護自身、抵抗變異形成 了力量的擴張感，使人感受到一種自我意識的生命和活力，喚起我們珍愛生活的潛在意識，在這 種美好和諧的氛圍下，人與自然融合、親近，消除了對立的心理不安狀，使人感到幸福與滿足。?

第三，仿生形態的奇異性豐富了造型設計的形式語言。自然界中無數有機生命(動物與植物) 豐富的形體結構，多維的變化層面，巧妙色彩裝飾和圖形組織以及它們的生存方式、肢體語 言、聲音特征、平衡能力為我們人工形態設計提供了新的設計方式和造美法則。生物體中體 現出的與人溝通的感性特征將會給我們新的啟示。

地面機械工作時，土壤對其觸土部件的粘附嚴重降低了生產效率，這成為一個亟待解決的重大技術難題。某些生物，特別是土壤動物，經過億萬年的進化優化，具有優良的減粘脫附功能，深入地研究土壤動物的生理規律和減粘脫附機理，將會解決地面機械工作部件的土壤粘附問題。本項目在此方面開展了深入系統地研究工作，取得了如下成果：

1、成功地進行了實驗室養殖蜣螂30天以上，系統地揭示了其眾多形態特征。

2、初步建立了土壤粘附模型結構，采用譜分析、分形分析、遺傳算法等手段研究了土壤粘附問題。

3、設計開發的仿生非光滑犁壁，可減小耕作阻力15%-18%，節省燃料消耗5.6%-12.6%。以ZG25Mn2和ZG75Mn13鋼為基體，制備了兩種仿生梯度耐磨表面。研制的聚合物基復合材料，當外加增強材料在一定范圍內（一般不超過10%），磨料磨損性能得到明顯提高，而其脫附減阻性能比傳統觸土材料（鋼）有較大改進。

4、設計開發的仿生非光滑曲面推土鏟，對于含水量為28.3%的黑粘土，非光滑推土鏟比光滑鏟減阻13.1%-32.9%。

5、按照仿生電滲原理，研制的仿生電滲落煤斗有效地解決了煤的粘附阻塞問題。將仿生柔性脫附技術用于運煤礦車上，有效地防止了煤的粘附和凍粘。

隨著生產的需要和科學技術的發展，從50年代以來，人們已經認識到生物系統是開辟新技術的主要途徑之一，自覺地把生物界作為各種技術思想、設計原理和創造發明的源泉。人們用化學、物理學、數學以及技術模型對生物系統開展著深入的研究，促進了生物學的極大發展，對生物體內功能機理的研究也取得了迅速的進展。此時模擬生物不再是引人入勝的幻想，而成了可以做到的事實。生物學家和工程師們積極合作，開始將從生物界獲得的知識用來改善舊的或創造新的工程技術設備。生物學開始跨入各行各業技術革新和技術革命的行列，而且首先在自動控制、航空、航海等軍事部門取得了成功。于是生物學和工程技術學科結合在一起，互相滲透孕育出一門新生的科學——仿生學。

仿生學作為一門獨立的學科，于1960年9月正式誕生。由美國空軍航空局在俄亥俄州的空軍基地戴通召開了第一次仿生學會議。會議討論的中心議題是“分析生物系統所得到的概念能夠用到人工制造的信息加工系統的設計上去嗎？”斯梯爾為新興的科學命名為“Bionics”，希臘文的意思代表著研究生命系統功能的科學，1963年我國將“Bionics”譯為“仿生學”。斯梯爾把仿生學定義為“模仿生物系統的原理來建造技術系統，或者使人造技術系統具有或類似于生物特征的科學”。簡言之，仿生學就是模仿生物的科學。確切地說，仿生學是研究生物系統的結構、特質、功能、能量轉換、信息控制等各種優異的特征，并把它們應用到技術系統，改善已有的技術工程設備，并創造出新的工藝過程、建筑構型、自動化裝置等技術系統的綜合性科學。從生物學的角度來說，仿生學屬于“應用生物學”的一個分支；從工程技術方面來看，仿生學根據對生物系統的研究，為設計和建造新的技術設備提供了新原理、新方法和新途徑。仿生學的光榮使命就是為人類提供最可靠、最靈活、最高效、最經濟的接近于生物系統的技術系統，為人類造福。

蜘蛛是自然界最常見的節肢動物之一，全世界有3.5萬多種，有幽靈蛛、圓網蛛、草蛛、狼蛛、花蛛……從天上到地下，從陸地到海洋，到處都有它的蹤跡。大多數蜘蛛都會吐絲織網，蜘網不僅巧妙，復雜，而且功能齊全，設備精細，陷阱密布，網上有通信線、報警線、行路線、餐室、婚室、育兒室等等，恰如一個神奇的迷宮。蜘蛛與人類關系密切，生活在田野的蜘蛛，是保衛莊稼的忠誠“衛土”：跳蛛在地面巡邏；圓蛛、營巢蛛在植物葉面上結網；水狼蛛封鎖水面。無論天上飛的，地上跑的，水上游的，那些飛虱、葉蟬、螟蟲、蚜蟲、稻螟嶺、稻蒼蟲、蒼蠅、蚊子等害蟲，都難逃眾多蜘蛛布下的天羅地網。研究蜘蛛的各種行為的奧秘，對人類生活，仿生，對高科技都有重大的現實意義。

蜘蛛捕食的奧秘與宇宙航行

蜘蛛編織了一張網之后，就在哪里“守株待兔”式地捕捉昆蟲，這種被動式的捕獲效率還頗高，科學家對此大惑不解。后來、美國耶魯大學生物學家偶然發現了其中的奧秘。

他們在研究某些品種的蜘蛛進化時發現、蜘蛛網對紫外光反射得特別強，這是否就是蜘蛛捕蟲的奧秘呢？他們將同一只蜘蛛結的兩張網放在不同的地方，一張網用紫外光照射，另一張網用不含紫外光的可見光照射。結果發現，有意放入室內的一群果蠅居然都飛向第一張網了。科學家們推斷，果蠅是因為第一張網反射了足夠多紫外光而誤以為飛向藍天的。

更為有趣的是，蜘蛛還會隨自身的進化而調整蜘蛛網的光學特性。進化水平較低的品種習慣于在暗處結網，它們的網都具有強烈反射紫外光的特點。進化水平較高的蜘蛛、有些從暗處遷到較明亮處。這樣，蜘蛛的捕獵就發生了問題，它如果仍然像過去一樣使所結網反射大量紫外光，反而使昆蟲覺得前面不是藍天而有某些障礙物，昆蟲識破了蜘蛛的用意就不會自投羅網了。然而，道高一尺，魔高一丈。對于高度進化的蜘蛛，居然能結出不會大量反射紫外光的網。這種網的絕大部分都不反射紫外光，加上在較明亮處本來就存在的紫外光，促使昆蟲誤以為這還是藍天，妙還妙在隨著昆蟲品種的不同，蜘蛛還會在結新網時調整這些結點的多少與分布。

蜘蛛網的結構也有奧秘在其中，許多人都看到過昆蟲在蜘蛛網上拼命掙扎的情況。經過這樣的折騰蜘蛛網仍不破裂，說明它具有很高的強度和柔性，這些特性來自何方也是一個謎。

牛津大學的研究人員發現，蜘蛛網是由兩股不同類型的絲線絞合在一起構成的。網絲中首先是一種干性的直線狀線絲，它是網絲的主干線和支撐物，最多只能比原來拉長20％，再拉就會斷裂。直線狀絲線旁還絞合著另一種粘性的螺旋狀絲線，它是專門用來捕捉昆蟲的，可以伸長到原來的4倍，恢夏原狀后也不會下垂。在高倍電子顯微鏡下，可以看到螺旋狀絲線周圍覆蓋著一層膠質液體微滴，液體中80％是水，其余是脂肪、氨基酸和糖類的混合物。每個微滴中包含著一團絲線，當被捕獲的昆蟲掙扎著將絲線拉長時，微滴中的絲團便會展開以增加絲線的長度。當捕獲物不再掙扎時，絲團便會自動復原。

英國牛津大學的物理學家唐納德埃德蒙茲和生物學家弗里茨福拉爾特，以及倫敦歐文阿勒普伙伴公司的結構工程師洛蘭林，最近用電子計算機模型進一步分析了蜘蛛網，并揭示了蜘蛛網結構上的奧秘。

埃德蒙茲說：“如果蜘蛛網不能耗散掉飛進網中昆蟲的運動能量的話，昆蟲要么將網撞破；要么像從蹦床上彈起來那樣被彈出網外。我們采用這個計算機模型后出乎意料地發現，空氣動力阻尼對捕獲這些昆蟲有極大的影響，整張網在空氣中上下來回的飄蕩中，運動能量被耗散掉了”。

為了證實他們通過計算機模型的發現，這個三人小組在實驗室中又再現了模擬實驗。他們用小口徑炮將泡沫塑料彈丸發射到真的蜘蛛網上，并測量其效果。在這種實驗規模上，他們發現蜘網四周的空氣似有很強的“粘滯性”，跟水中拉繩子的感覺一樣。

他們還測量了蜘蛛網所具獨特幾何外形的平衡壓力和張力．發現力被分布在整個網表面。他們認為這種結網的科學道理對建造有許多繩索的帳篷狀結構建筑物，將有指導啟迪作用和實用價值。

前不久，英國利物浦大學的生物化學家，從生活在南美亞馬遜河岸上的一種毒蜘蛛中提取出它們的毒汁。這種毒汁的奇特之處在于它不殺死其捕獵對象（昆蟲、小鳥和嚙齒動物），僅僅使中毒小動物長時間麻醉昏睡，使之長期有活的食物儲備。

現在，利物浦大學的生化學家已根據這種南美毒蜘蛛的毒汁成分，重新合成了一種無害的催眠物質。他們打算將這種合成物用在宇航員身上，使宇航員能在未來漫長而枯躁的星際航行中處于休眠狀態，借此延長壽命，以便完成目前僅靠人類壽命還遠不能完成的超遠距離的宇航使命。

蜘蛛絲與用途廣泛的化學纖維

蜘蛛腹部后端有6個吐絲器，它們與體表的3對紡綞突相通，突上有1000多個細孔。織網時由此噴出主要由一種纖元蛋白質組成的粘液。它遇到空氣后變為堅韌的細絲線。蜘蛛再用第四對足足跖部外側的櫛毛和末端的爪突，進行繅紡、梳整、拉扯、編絞，紡織成結網所用的絲。200克粘液拉成的絲其長度可繞地球赤道一周；1000多根細絲合成一股，其直徑才有人頭發絲的1／10。蛛絲對人類有很大的用處，古希臘人用蛛絲纏在傷口上以止血；我國醫書上記載，用蛛絲治金瘡出血、毒瘡等。人們還用蛛絲制成結實柔軟的手套、帽子、掛包、絲襪等，精美耐用。蛛絲細到只有千分之五毫米，被人類用來做精密光學儀器鏡片上幫助瞄準的叉絲。仿生學家從蜘蛛紡錘突受到啟發，制造出了現代人造纖維的噴絲頭。

據化學分析，纖細又堅韌的蛛絲是由絲纖元蛋白質的氨基酸組成比所決定的。英國工藝學家根據這種絲的組成配比，正在用遺傳工程技術生產蛛絲，以便人工制造出與天然蛛絲一樣具高性能的防彈輕質蛛絲材料。

美國科研人員對自然界最纖細的化學纖維也興趣百倍，他們對蜘蛛絲獨有的延伸性、堅固性、絲的結構和功能，以及一只蜘蛛可分泌六種不同用途的絲（結網絲，懸吊自身的絲，用作育兒室的絲、婚室絲、通信報警絲、路

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