生物工程的光芒: 现代仿生技术
企鹅——越野车,
袋鼠——汽车,
水母——风暴预测仪,
蝙蝠——雷达,
王莲——展览馆,
鲸鱼——潜艇,
苍蝇——照相机,
..
这一串两个一组的名词,也许会使你有点莫明其妙;每一组里的那两个名词,似乎是风马牛不相及。
其实,这是一份现代仿生技术的成果索引。
企鹅在冰天雪地里行走,看似步履蹒跚,滑稽可笑,其实却是又稳健又快速,因为它的脚下毕竟是滑溜溜的冰雪。模仿企鹅的行走动作而设计制造的极地越野车,移植了企鹅的特长,在冰雪上行驶不会打滑、下陷,速度可达到每小时50千米。
袋鼠的跳跃能力在哺乳动物里出类拔萃。连续不停地跳跃是它独具一格的行走方式,正是这种行走方式使它能在难以迈步的沼泽和沙漠中健步如飞。如今,一种没有轮子的跳跃式汽车已经诞生了。在沼泽和沙漠中,这种以袋鼠为鼻祖的汽车比有轮子的汽车管用多了。
水母能听到快速气流与海水磨擦所产生的次声波,所以它在10个多小时之前就能预感到风暴的来临。这是因为次声在空气中的传播速度达到每小时200多千米,比风暴移动的速度快得多。受到这个启示,人们制成了“水母耳风暴预测仪”,可提前15小时预报海上风暴的强度和方向。
蝙蝠在飞行时,喉内发出20000赫兹以上的超声波,并根据目标情况随时调整脉冲参数和调制方式。它能在比自己发出的声音大2000倍的噪声背景中接受到蚊子身上反回来的信号,也能轻易地穿过几乎和它身体同样大小的、由0.1毫米粗的线织成的网的网孔。现代的雷达吸收了蝙蝠的回声定位系统的许多优点,大大提高了灵敏度和抗干扰能力。
一张浮在水面上的王莲叶子可以托住一个小孩而不致下沉,这得益于王莲叶子叶脉的特殊网状结构。建筑大师据此而设计了展览馆屋顶的网状骨架,既轻巧又坚固。
鲸鱼要浮出水面呼吸时,可以毫不费劲地用背脊撞开30厘米厚的冰层。
它那背脊的造型成了设计现代潜艇顶部的样板。这种潜艇在冰封的海域能迅速浮出水面发射导弹。
苍蝇的复眼由上千个单眼组成,能全方位捕捉视觉信号。对蝇眼的研究促成了“蝇眼”照相机的问世。它可以一次拍下1000多张照片,分辨率高达每厘米4000条线。
大自然中的生物可谓千姿百态、千奇百怪。经过亿万年时间长河的大浪淘沙,这些“适者生存”的生物各有各的绝技,各有各的神通。庞大的生物王国显得奥妙无穷。现代生物技术在改造、利用生物的同时,又孕育出一支以模仿生物为能事的分支——仿生技术,并且取得了一系列的成果。
微生物的妙用
微生物同人类生活的关系密切,甚至起着人们意想不到的许多作用。
关于微生物可以制造味精在前面已介绍过,这里说的是微生物其他的一些用途。
用微生物可制取防腐剂,用作竹木工艺品、电线、塑料和纤维制品的涂料和填充料,可以起很好的保护作用。
在植物纤维加工时,微生物可以帮助脱胶,进一步提高纤维的产量和质量。
皮革经过鞣制,使表面变得柔软光滑,既提高了质量,又增加了美观。
利用细菌鞣制皮革,收到了良好的效果。
人们发现,各种微生物都或多或少地含有不等的油脂。细菌家族中的大肠杆菌、巨杆菌和白色葡萄球菌等都是产油的能手。可是,它们都很“娇生惯养”,要用甘油、蛋白胨等来培养,还要用牛肉浸汁、葡萄糖等来喂养,花费过大,很不合算。
霉菌类的成员中,青霉、镰刀霉等出油“本领”都比细菌强,毛霉更是佼佼者,而且都吃得很粗,容易供养。它们只需糖类、硝酸铵和硫酸铵等就满足了,那些农副产品加工后的废料,它们也不嫌弃。酵母菌类的兄弟中,红酵母创造了最佳的出油成绩,高达74%,连油料之王的油棕也望尘莫及。
微生物生产的油脂,除了含有动、植物油脂中的软脂酸、硬脂酸的油酸等成分外,还含有其他成分,营养价值比其他油脂高,而且使用时对人体没有不良影响。这样,它为人类展现了大规模生产油脂的广阔前景。
细菌里的能工巧匠
说起细菌,我们几乎都会谈虎变色,不寒而栗,什么霍乱菌、痢疾菌..等等都是面目可憎的恶魔,人们撞着它,小则疾病缠身,重则死于非命,因此人们一向视它们为洪水猛兽,细菌是“万病之源”已经深深地印在人们的脑海中。
其实,在这个种类繁多的细菌王国里,并非清一色的都是人类的天敌,有许许多多种细菌不但不会危害人类,相反十分有用,能够为我们做很多有益的事情。它们是细菌里的能工巧匠。
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