仿生学教学课件

1、飞檐走壁的手套：飞檐走壁手套的制作，需要采用一种特殊材料,

它融合了壁虎脚底部的钢毛结构和荷叶表面的特性，从而生产出可粘

住重物的“怪手套”。

2、荷叶与自洁涂料：在显微镜下，科学家们发现原来荷叶面上有许

多非常微小的绒毛和蜡质凸起物，雨水落在上面，铺不开、渗不进，

只化作粒粒水珠滚落下来，顺道儿带走了荷叶表面的灰尘，从而使叶

面始终一尘不染。灵光一闪，科研人员模仿荷叶的自净原理，开展防

污产品的研究。这项技术将应用于生产建筑涂料、服装面料、厨具面

板等需要耐脏的产品。美国已经开始研究如何将这种自净原理用于汽

车制造，使驾车族不必再日日洗车。上海也已研制出具有自洁效应的

纳米涂料，其干燥成膜过程中，涂层表面会形成类似茶叶的凹凸形貌,

构筑一层疏水层。这样一来，灰尘颗粒只好在涂层表面“悬空而立”，

并最终在风雨冲刷中流走了。

3、“波义耳”试纸：波义耳是17世纪英国著名的化学家、物理学家。

一次试验时，波义耳不小心把盐酸溅到紫罗兰花上，顿时，花色由紫

色变成了红色。之后，他饶有兴趣地取来各种酸做试验，结果发现，

各种酸类都能使紫罗兰变成红色。但是，紫罗兰并不是一年四季都开

花的，波义耳想了一个办法，他在紫罗兰开花的季节里收集了大量的

紫罗兰花瓣，将花瓣泡出浸液来。需要使用的时候，就往被试的溶液

里滴进一滴紫罗兰浸液。这就是他发明的“试剂”。之后，他又取来了

各种植物进行酸碱试验。其中最有趣的是用石蕊泡出的浸液：酸和碱

本来像水一样，是无色透明的，可是，如果在石蕊浸液里滴进酸性溶

液，就显出红色；滴进碱性溶液就能变成蓝色。后来，他发明了一个

更简便的方法，即用石蕊浸液把纸浸透，再把纸烘干。要用时只需将

一小块纸片放进被检验的溶液里，根据纸的颜色变化就能知道这种溶

液是呈酸性还是呈碱性的了。波义耳把种石蕊纸叫做“指示剂”，也就

是后来人们所说的“酸碱试纸”。

4、水草与不粘锅：鱼缸里有些水草会长青苔，有些不会，原来有些

水草具有自洁功能，其表面呈现非光滑形态。“生物非光滑基础理论”

是国家重大基础研究项目，科研人员通过对大量生物体表所具有的减

粘、自洁功能研究，发现了生物体表防粘功能的重要原因，即：体表

均呈非光滑形态。这种形态一方面能减少体表与粘性物质接触面积；

另一方面破坏了水膜的连续性，使体表与粘性物质表面间存在空气

膜，从而达到不粘的效果。吉林大学曾承担“新型绿色仿生不粘锅”

研究开发。该成果是通过对自洁植物体表形态、结构及其不粘行为长

期系统地研究提出来的仿生新思想，构建非光滑复合界面，从而实现

仿生锅不粘的性能。近些年来，市面上销售的基本是“化学”不粘锅，

诸如美国联邦公司生产的“特富龙”。它的不粘原理是在锅表面涂上一

层化学物质。而“新型绿色仿生不粘锅”与传统不粘锅相比较，具有绿

色环保、耐高温、耐磨耐用、易清洁等优点，对于倡导绿色环保、健

康的生活带动厨房革命和创建节约型社会必将起到积极的推动作用。

5、仿生农药：物竞天择，适者生存。草木面对病虫害的侵袭，并非

束手就擒的无能之辈。新生的嫩芽是害虫的美餐，但有些害虫一经取

食即自取灭亡，因为草木中潜藏着种种“秘密武器”，这被叫做“防卫

素”；在业已长大的枝叶中，大量积存单宁，被叫做“拒食素”；在遭

受病虫攻击后，树木可生产种种抗生素，使病虫丧失生育和生存能力；

有些植物还能分泌“光敏素”，害虫吃下这种含有光敏感素的枝叶会变

得十分怕光，无法找到安身栖息的场所。和化学农药比较，植物分泌

的杀虫物质不仅具有高效的杀虫功能，而且不危及人畜，不损伤害虫

的天敌，不污染环境。可见，模仿植物杀虫物质，开发仿生农药，是

有无可估量的效益和前景的。使用化学合成的方法，模拟植物杀虫物

质合成和分泌的基因切割出来，置入能高速增殖的单细胞生物体内，

大量生产生物杀虫物质，提炼仿生农药，供应农业需求。

6、飞蓬草和车轮：飞蓬草属于菊科，是二年生的草本植物，它的茎

直立，可以高达60厘米。每逢夏季开花，花色呈淡紫色，头状花序

排列，有的像伞房，有的像圆锥。它生长在山坡、草地、牧场或林带

边缘，是野外常见的植物。它的茎、叶可以提炼芳香油，在我国古代

许多著名的草药书中都有记载。飞蓬草的学名是蓬，并不会飞，之所

以得名飞蓬草，是由于在花枯萎之后，它的根便断开，从而遇风便在

空中飞旋，其形貌仿佛是哪吒的风火轮，传说，四千多年前，我们聪

明的祖先正是受到了飞蓬草的启发，发明轮子的。有史为证，“见飞

蓬转而知为车”，即见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子，从而做成装

有轮子的车。

7、钢筋混凝土结构和根系：岁月的年轮定格在1805年，那时候，还

没有钢筋混凝土结构的建筑，在当时的法国，有一位园艺师，名叫约

瑟夫・莫尼埃，他常常为园艺场中水泥制成的蓄水池和花坛经常被撞

坏的事情而烦恼，却又苦于没有好办法来解决。一日，他推着装满花

的车，边推边失神地想着，不知不觉，竟又撞上了花坛。唉，不仅再

次撞坏了花坛，儿盆花也甩出车外，花盆摔得粉碎，郁闷至极的约瑟

夫上前去收拾残花，值得庆幸的是，花的根部完好，泥土被根紧紧地

箍着，还保持着花盆的模样。看到此，约瑟夫茅塞顿开，既然植物的

根系能够使松软的泥土变得坚固，那么，如果在水泥里面掺上类似于

根系的东西，水泥不是可以更坚固了吗？于是，他试着用旧铁丝仿造

植物的根系织成交叉结构，再用水泥、石子浇铸在一起，砌成花坛、

水池。钢筋混凝土结构由此诞生了。

8、音乐给种子做磁疗：音乐可以给植物种子做磁疗，从而促使其生

长发育。目前，辽宁省大连市在农村开始推广这项物理农业新技术

——声波助长技术。它是通过对植物施加特定频率的谐振波，使植物

产生生理共振，从而加快植物体活细胞内生物电流的运动速度，促进

植物生长，提高作物产量。据辽宁省农业部门介绍，推广物理农业技

术，大力发展物理农业，改变目前单纯靠施化肥、喷农药的化学农业

生产模式，对农业健康可持续发展具有十分重要的意义。据了解，瓜

果蔬菜听了声波助长仪放出的特定频率的音乐后，生长周期缩短了，

产量提高了，口感好了，连病虫害也少了许多。专业人员对大连市长

海县的6户实验户进行了测算，他们发现，配备了声波助长仪的瓜果

蔬菜平均增产15%以上。同时，辽宁还在一些地区推广了玉米种子磁

化器，经过对比试验，经过磁化的玉米亩产量达到650千克，比未经

磁化的玉米亩产高出12%以上。

9、光合作用和仿生化妆品：我们知道一棵喜光的植物放置室内，绿

叶会慢慢地枯萎，掉落。在室外的绿色植物叶子却翠绿欲滴。这是为

什么呢？原因在于，室内植物绿叶的衰落是因为缺少阳光和空气，室

外的植物绿叶充分享有阳光和空气，所以油绿饱满。为什么阳光和空

气对植物的生长那么重要吗？奥秘在于，阳光照射在绿叶上，绿叶可

以通过光合作用把太阳能转变成体内的生物能。绿叶不怕干燥，因为

它可以凝聚空气中的湿气并保持水分滋养自身，这就是绿叶在阳光下

的秘密。依据绿叶光合作用原理及人体肤质特点，技术人员研制出一

种仿生护肤产品，使用它后，白天，肌肤不仅不怕阳光照射，反而可

以把太阳能转化成有效营养成分，促进肌肤细胞再生；夜里，活性聚

湿因子可以凝聚空气中的湿气，滋润皮肤，使肌肤不会缺水，水分充

足，肌肤就显得嫩滑，闪动着光泽。被称为第四代化妆品的仿生护肤

品是智能化的产品，具有生物技术、抗衰老和保鲜包装三大特点，代

表了21世纪化妆品的发展方向。

10、光合作用与绿色能源：绿色植物在光的照射下，能合成有机物，

把光能转变成储藏于有机物的化学能，这就是光合作用。光合作用的

产物，是动物和人类食物的来源，而且人们穿的、用的，也直接或间

接地依赖光合作用。人工模拟光合作用，一直是科学家们梦寐以求的

理想，各国科学家正从两个方面进行人工模拟。一是人工固碳模拟。

他们模拟绿叶利用太阳光把二氧化碳和水转变成碳水化合物。这种模

拟一旦成功，就可以为人类提供人造粮食了。另一个是光解水制氢模

拟，科学家们用光合反应分解水、放出氢的道理，利用阳光从水中获

得能源物质，一旦能利用光合作用获得氢能源,将改变世界能源结构,

引发动力工业的革命。

11、含羞草与小肠内视镜：含羞草在受到刺激后会在最快时间内“通

知”全体叶片和叶柄，这是怎么回事呢？仔细观察，就能看到在含羞

草的小叶片和叶柄、叶柄和茎相连接的部位有一个膨大的部分，它就

是含羞草对刺激反应最敏感的部位，叫叶枕。叶柄里充满了水分，并

保持很大的压力，当你用手指去碰含羞草的时候，叶枕下部细胞里的

水分，马上向上部和两侧流去，于是叶枕上半部分鼓起来而下半部分

就瘪下去了，叶柄就低垂下去。叶柄原来是淡绿色，当含羞下垂时，

叶柄颜色立即加深，变成深绿色，这就是因为水分分散流开的原因。

受到启发的，日本奥林巴斯公司的科研人员研制出了一种可以伸到小

肠里的内视镜，在内视镜的筒状部分使用了一种与含羞草叶片表面结

构相似的弹性膜材料，它在肠道液体的压力下，会沿着轴向自动伸长

或者弯曲，从而使得内视镜的筒状部分与肠道保持统一形状，从而减

少检查中肠道的排异感。小肠内视镜除了是一种检查工具之外，它也

是一种治疗性工具，对于小肠正在出血的病患可作为止血工具，对于

小肠息肉则可作为息肉切除工具。

12、秸杆与夹芯板：秸杆在农村又可以喂猪又可以做柴火烧。秸杆的

主要成分是粗纤维，粗纤维的外围基质为木质素，它起着赋予纤维机

械强度以及保护纤维素免遭微生物及酶攻击的作用。根据这一结构，

科研人员发明了夹芯板。秸杆类物质外壁是质地坚韧的木质素，它可

以有效保护内部质地柔软的粗纤维。那么，这种结构有什么用呢？一

些建材公司的工程师开始动脑筋了，思来想去，他们根据秸杆的结构

和质地的特点，发明了夹芯板。小朋友，你知道夹芯板是什么东西吗？

夹芯板的面层常采用金属薄板，芯层则选用硬质泡沫材料，金属面层

除承受荷载外，还可保护芯层，使其免受损伤；而芯层除保温隔热和

隔音外，还可将两个面层连接成整体，共同随外荷载。由于夹芯板具

有良好的结构性能，近年来在建筑围护结构中的应用日趋增长。夹芯

板的面层以金属材料居多，但也可以采用配筋混凝土作为面层，在一

些轻钢结构住宅中，楼板或墙板为了减轻自重，也采用夹芯板，不过

这种夹芯板以混凝土为外壳，芯材仍旧是泡沫材料。

13、凌霄花与微波收集器：在现代科学技术高度发展的形势下，微波

的应用领域，除了人们十分熟悉的微波通信之外，还涉及医药卫生、

公路建设、航空航天、环境保护、能量传送，以及人们的生活等各个

方面。微波是一种波长从1毫米到1米、频率从300兆赫到300000

兆赫的电磁波。它和无线电波、红外线、X射线等都是电磁波家族的

成员。正是由于微波的波段跨度大，所以，高度灵敏的微波收集器就

显得格式重要。凌霄花形似钟，又似喇叭，开口广大，尾部狭长，这

个结构，可以更充分地吸收大自然的能量。科学家从中深受启发，模

拟凌霄花的形状制成了微波收集器。阔口窄尾的微波收集器，灵敏度

异常高，可以尽可能搜索到目标微波，并把微波承载的能量、信息收

集起来，根据实际需要，或存储下来当作绿色能源，或将其转换成数

字信号，收看视频节目提供科学研究的样本等。

14、茅草与锯子：2000多年前，鲁国有一个手艺高超的木匠，名叫

鲁班，他被后人誉为木工的祖师爷。一日，君王命令他修建宫殿，并

对其限以时日，在那个时候，锯子还没有出现，木匠伐木都用斧子。

用斧子伐木，不仅速度慢、费力，而且切口不平整。眼看君王规定的

工期越来越近，鲁班真是焦急万分，但又一筹莫展。一天，他带领众

工匠上山伐木树，在山林中穿行时，鲁班的手指蹭过儿楼丝茅草后，

竟然被划开了严整的口子，顿时鲜血隐出，他觉得奇怪，一片柔弱的

草叶怎么会有如此威力呢？经过仔细观察，他发现草叶子的边缘的形

状，将铁条依样打磨，打磨后的细细铁条，果然神奇无比，伐树锯木

飞快异常，随后，经过不断地改良，锯子终于诞生了。

15、车前草与建筑：生于田野畦畔、山浦路旁的车前草，是典型的建

筑仿生对象。车前草的叶子自根茎呈放射状而簇生，叶面呈卵形或椭

圆形，排列十分规则，一般呈螺旋状排列，夹角为137。30,30"。只有

这样，每片叶子才能得到最多的阳光照射，正因为如此，车前草的生

命力非常旺盛，繁殖能力也很强。建筑设计师们向车前草借鉴了吸收

日光辐射最大化的叶片结构原理，匠心独具地建造了一座13层的建

筑。整座建筑的最大特点是它不同于一般楼房的南北朝向，它的各个

房间的分布仿造车前草叶面，呈现螺旋状排列。采用这种恰当的角度

布局，可以使得每间房间都可以得到最为充足的阳光，从而使每间房

屋在一年四季中都可以得到阳光的照射，彻底地解决了一般建筑采光

不均匀的问题，成为深受人们欢迎的“采光”建筑。

16、麦秆与自行车：当你每天早晨骑上自行车去上学的时候，你是否

想过自行车的车架，为什么设计成了空心管子？从德莱斯制成了世界

上第一辆自行车以来，人们不断地对自行车的样式、材料进行改良，

但不管哪种自行车，车架都是用很薄的空心管子做成的。车架是自行

车的骨骼，因此要求有足够的强度。原来，空心管的灵感正来自于大

自然的麦秆，你看，一根细长的小麦秆，能够支持比它重几倍的麦穗,

奥妙就在于它是空心管子，原来，任何一块材料遇到外力发生变形的

时候，总是一边受到挤压力，另一边受到拉伸力，而材料中心线附近

长度基本不变，这就是说，离开中心线越远，材料受力越大，空心管

子的材料的强度儿乎都集中在离中心线很远的边壁上，因此，它比一

根同样重的实心棍子的强度要大得多。

17、植物与迷彩服：以墨绿色模拟草地丛林色，浅绿色模拟经光照的

叶子的颜色，褐色则模拟树干色，黑色模拟阴影。于是，便产生了利

用以上不同色块构成的新型军服——迷彩服。迷彩服是一种利用颜色

色块使士兵形体融会于背景色的伪装性军服。如今，迷彩已不仅仅是

在士兵的军服和头盔上使用，各种军用车辆、大炮、飞机等军用器材

装备上也普遍涂上了迷彩色的材料。

18、人工酶与化肥：生物体内的成千上万种化学反应都是在酶的催化

下进行的。酶催化反应的特点是在常温、常压下，在一个很复杂的混

合体系中专一地、高效地、有条不紊地进行。其高效性就是指强大的

催化能力。例如，同样是催化过氧化氢分解为水和氧气，过氧化氢酶

的催化效率比一般无机催化剂高一千万倍。化学仿生学的任务之一就

是仿照天然酶合成出人工酶。通过从生物体内分离出某种酶之后，研

究清楚其化学结构和作用催化剂的催化机理，在此基础上设法人工合

成这种酶或其类似物，用以实现相应的酶催化反应而制得相应的产

品。在这方面已取得成果的例子有：人工制得了合成氨基酸的酶，也

制得了消化蛋白质用的常见的酶等。在这方面，对固氮酶的研究是一

项非常重要的工作。固氮酶是豆科植物根部产生的一种酶，它在常温

常压下就可以使空气中的氮气与某些含氢物质发生反应，变成氨提供

给植物作氮肥，因此，模拟固氮酶研究如获得成功，将是化学仿生学

上的一个十分重大的成果。

19、年轮与材料：树木的年轮是以髓部为中心，呈圆锥套状一层层地

向内增加的。科学家发现，木材以髓心为中心，形成12-13个生长轮,

生长轮的宽度逐渐减小，以后大致一定；而且，从髓心到树皮，木纤

维的长度逐渐增大，木材密度也逐渐增加。作为木材年轮基础的纤维

细胞壁中的纤维分子聚合成束状，成为微纤丝。微纤丝之间是半纤维

素和木素。木材纤维细胞壁的这种精细结构和整体的年轮状结构，使

得木材具有优异的力学性能。目前的大多数合成材料是利用模具通过

加压加工而成的，这种材料容易在不同材料的连接处或者在层间发生

应力集中。而生物材料的层状结构是生理系统在温和的条件下无粘结

的缓慢而渐进形成的。模拟这种连接，可以避免层间的应力集中。科

学家们正在研究开发仿年轮结构的壳聚糖棒材。这种材质具有同心筒

状层叠结构，具有较高的力学强度，远远大于松质骨的弯曲强度要求,

接近皮质骨的弯曲强度要求，一经使用，有望作为骨折处的固定材料。

20、人工合成植物激素：高等植物的生长发育是一个复杂的过程，一

方面需要一定的外界条件的配合，另一方面还直接受体内激素的控

制。尽管植物激素种类繁多，但是它们有共同的性质：都是植物身体

自己合成出来的，只要很微小的浓度，就能够对植物的生长发育产生

很大的影响。各种植物激素被陆续发现以后，科学家们就自然想到了

人工合成植物激素，用来控制植物的生长。于是，有很多人工合成的

植物激素应运而生。科学家们把这些人工合成的化学物质叫做植物生

长调节物质。到现在，人工合成的植物生长调节物质已经有100多种。

由于这些生长调节物质的应用，使农业有了新的发展。其中最为人熟

知的就是矮壮素，它能使植物矮化、基杆变粗、叶片变密、根系深扎。

同时还具有延缓种子萌发和改变植物开花期的本领。正是因为有了

它，在隆冬季节里，人们才可以吃上温室里美味多汁的新鲜西红柿。

21、人造食品与气味仿生：全世界每年消耗的粮食总计达12亿吨，

足以在赤道上用粮食铺就一条17米宽、1.8米厚的环形公路。随着人

口的日益激增，每年，这条粮食的公路都要增长1000千米。俗话说,

民以食为天，解决全世界人口的吃饭问题，显得十分必要，如今，科

学家们已经将研究的视野伸到了人造食品领域。人造食品，首先要解

决的是气味和口味的问题。气味化学是食品工业重要的仿生领域。要

模拟天然水果、蔬菜、肉类的气味。首先得对天然物进行完整的分析

研究。科研人员先把天然食物的气味收集起来，再用相关仪器进行分

析，得出试验报告。但因为仪器的灵敏度远不如人，所以，下一步还

需要人鼻子把关。得出了天然物的气味成分，食品调配师就能采用人

工化合物，调配出足以乱真的气味，采用相似的原理，科学家们同样

可以模拟成食品的口味。解决了气味口味模拟问题，再把各种人体必

备的营养成分加以科学搭配，便可以制成色香味俱佳的人造食品了，

我国传统饮食中的素鸡、素火腿等素菜荤味，正是借鉴这一科学原理

制成。

22、杉树和电视塔：云杉耐阴、耐旱、耐寒，生命力极为顽强。它生

长于高寒湿润之巅，树势刚直不阿，呈现出一派傲霜斗雪之气势。云

杉之所以可以适应山上长年累月的狂风袭击，达到数百余年的树龄，

与云杉树干的整体构造是分不开的。其树干底部直径显著增大，形成

一个圆锥形，此外，根系极为发达，人们模仿云杉对大风的适应性特

点，把建造在山顶上的电视塔设计成类似圆锥体，就能抵抗住大风袭

击。即使是风速达80米/秒的恶劣天气，电视塔仍能够揖然不动。

23、西瓜瓢与高吸水树脂：仿西瓜瓢的高吸水树脂，又称为超高吸水

聚合物，或超级吸水剂，是近年来国内外开发的一种新型材料，高吸

水树脂与传统的吸水性材料不同，它是一种含有强亲水性基团、并有

一定交联度的高分子材料，它不溶于水，也不溶于有机溶剂，但与水

接触后能在很短时间内溶胀，可吸收自身重量的儿百至儿千位的水

分，吸水速度可在数秒内生成凝胶，并且保水性强，即使在受热、加

压条件下也不易失水，对光、热、酸碱的稳定性好，具有良好的生物

降解性能。保水能力又强，并可反复使用。高吸水树脂应用领域甚广,

在农业部门里，用高吸水树脂制成的蓄水材料已在沙漠干旱地区的农

林业中得到应用；在医药部门，可制作纸尿布、纸巾等；在石油化工

行业，可以用于油水分离，进而回收废油；在轻工行业，可制作保鲜

材料，例如做成保鲜袋，既能吸收食物中有害物质，又能调节环境温

度从而起到对蔬菜、水果的保鲜效果；另外还可用于奶制品生产中提

高固体含量。总之，高吸水树脂作为一种高分子材料，已经显示出它

的巨大作用，并充分显示出广阔的发展前景。

24、羽茅草与桥梁：有些植物的叶子很薄、很大、很长，但能挺拔地

伸展在空中。这是为什么呢？如果仔细观察可以发现，这些植物叶子

的边缘常是卷曲的，甚至卷成筒形，诸如羽茅草等禾本科植物的叶子。

这种形状，可以增加叶片的强度和稳定性，使叶片能够挺拔生长。根

据这种原理，建筑师们发明了筒形叶桥，这种结构的桥梁，既坚固实

用又节省原材料。其中，最为成功的范例，当数横跨博斯普鲁斯海峡、

沟通欧亚大陆的筒形大桥。博斯普鲁斯海峡连接黑海和地中海，其扼

欧亚两洲咽喉要道的地理位置，决定了在此架设大桥的必要性。又由

于海峡全长仅30千米，最窄处小于1千米，因此架设州际大桥成为

可能，为了兼顾大桥性能的安全稳固以及耗材的经济实惠，设计师采

用了筒形构造。如今，可谓“一桥飞架南北，天堑变通途”，它业已成

为一座沟通东西方的新型海上“丝绸之路”了。

25、王莲与建筑：王莲原产于南美洲亚马逊河流域，它的直径可达

1.8米-2米。这种叶子的背面有粗大的叶脉构成骨架，其间以镰刀形

小叶脉横隔相连，叶子里的气室使得叶子稳定地浮在水面，具有很强

的支撑力。王莲叶子的结构原理已经应用于城市建筑。工程师们参照

王莲叶子的结构特点建成的体育馆大厅屋顶，既具有足够的牢固性，

又免除了许多梁柱，使观众可以很方便地观看比赛。这不禁令人想起

1851年英国世博会“水晶宫”设计师约瑟芬・帕克斯顿的话语：“惟有自

然才是真正的工程师”。当年，这位园艺师正是模仿植物王莲叶脉的

结构，创意设计了一座以钢铁和玻璃为建材的“水晶宫”，“水晶宫”是

一座顶棚跨度很大的展览大厅。整座建筑既轻巧、雄伟又经济耐用，

它不仅成就了那届世博会，而且构建了近现代功能主义建筑的雏形。

25、王莲与建筑：王莲原产于南美洲亚马逊河流域，它的直径可达

1.8米-2米。这种叶子的背面有粗大的叶脉构成骨架，其间以镰刀形

小叶脉横隔相连，叶子里的气室使得叶子稳定地浮在水面，具有很强

的支撑力。王莲叶子的结构原理已经应用于城市建筑。工程师们参照

王莲叶子的结构特点建成的体育馆大厅屋顶，既具有足够的牢固性，

又免除了许多梁柱，使观众可以很方便地观看比赛。这不禁令人想起

1851年英国世博会“水晶宫”设计师约瑟芬・帕克斯顿的话语：“惟有自

然才是真正的工程师”。当年，这位园艺师正是模仿植物王莲叶脉的

结构，创意设计了一座以钢铁和玻璃为建材的“水晶宫”，“水晶宫”是

一座顶棚跨度很大的展览大厅。整座建筑既轻巧、雄伟又经济耐用，

它不仅成就了那届世博会，而且构建了近现代功能主义建筑的雏形。

26、细胞膜与潜水面罩:细胞是构成生物体的结构与功能的基本单位,

细胞由细胞膜、细胞质、细胞核构成。细胞膜是整个细胞的“忠诚卫

士”，它担负着把关的重任。凡是细胞生长需要的营养成分，均可以

通过细胞膜长驱直入；若是有害物质、多余成分，就会被死死拦在外

面。细胞膜可真是细胞茁壮成长的“安乐窝”啊。比如海带，通过其细

胞膜的选择性吸收，能从海水中富集碘，使得自身的碘含量比海水中

碘的浓度高千倍以上；大肠杆菌体内外钾离子浓度差达3000倍等，

这些生物都靠细胞来进行调节控制。人们设想，如能模拟细胞膜的这

种输送、分离功能，合成一种高效、选择性强的分离膜，将会研制出

一种物质分离、提纯更为快速的全新途径。这对于人类开发利用海洋

资源，提取微量元素，海水淡化、污水处理等方面大有帮助。目前，

科学家们正在研制一种新型的潜水面罩，它利用细胞膜的原理，可以

将水中的氧气析出，如果研制成功，潜水员有望不用背着氧气瓶下水

了。

27、向日葵与房屋：向日葵又名朝阳花，众所周知，它的最大特点就

是向阳而生，以便吸收到尽可能多的太阳光。德国的一位建筑师从向

日葵上获得灵感，建成了一幢能随太阳转动的房子。房子形状像金字

塔重180吨，建在一个水泥平台上。转向架的基座是位于地下室内、

用6根柱子支撑的环形轨道。最为神奇的是，它装有如同雷达一样的

红外线跟踪器，只要天一亮，房屋上的马达就开始启动，使房屋迎着

太阳缓慢转动，始终与太阳保持最佳角度，使阳光最大限度地照进屋

内。夜间，房屋又在不知不觉中慢慢复位。这种建筑能够充分利用太

阳能，保证房屋的日常供热和用电。因为在房顶上安置了太阳能电池

和聚光镜，所以建筑物能将光能储存起来，供阴雨天和夜晚使用。由

于采用了“金字塔”式结构，房屋还获得了最大使用空间，真可谓构思

巧妙、匠心独具。

28、人造橡胶：天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取出来的乳

状物质。胶乳贮藏在树皮韧皮部的乳管里，把树皮割开，牛奶般的胶

乳靠乳管本身及周围薄壁细胞的膨压作用，就会不断地流出来。清晨

是这种膨压作用最大的时候，所以割胶都选择在早晨，一般要求6、

7点钟以前完成。到了9点以后，橡胶树的光合作用开始了，叶面上

的气孔开放，树内水分蒸发增强，内部的膨压就减小了，出胶也就少

啦。天然橡胶的耐冷性、耐热性都很差，加之成本高，因此无法广泛

被使用。18世纪后，人们开始研制人工橡胶。经过诸位科学家的共

同努力，天然橡胶的分子构成被揭密，20世纪初，德国IG公司的霍

夫曼用甲基丁二烯为原料聚合制成人工橡胶，较之天然橡胶，它具有

耐热、不易变硬、耐磨的优势，此后，橡胶逐渐被广泛应用。

29、植物与扫雷：研究人员表示，掩埋在地面下的地雷会散发出二氧

化碳气体，而某些植物基因对二氧化氮气体非常敏感。在与受二氧化

氮污染的土壤接触3-5星期后，含有这种基因的植物的叶子会渐渐地

由绿色变成红色，这样，人们就可以通过观察地面上的植物生长状况

来判断地面下有没有地雷。因为这种基因在一年中的大多数时候是处

于关闭状态的，因此为了让植物能够持续“扫雷”，科研人员培育出了

一种经过基因改造的阿拉伯芥，这种植物能对埋藏在地面下地雷释放

出的气味作出明显的反应。据统计，世界各国境内埋藏的地雷超过一

亿枚，清除这些地雷既困难又危险。而运用植物来协助搜寻地雷，将

大大提高扫雷的效率，并将伤亡系数降到最低。人们所需做的，仅仅

是用飞机播撒植物种子而已。阿拉伯芥将有助于探测在阿富汗、伊拉

克、安哥拉和柬埔寨境内广布的地雷。

30、竹子与超高建筑：竹子的整体结构是一个由基部向上逐渐递减的

圆锥形空心结构，它柔中带刚。竹竿每隔儿厘米至十儿厘米，便有一

个竹节，由节的横隔壁组成一个纵横关联的整体，这对中空细长的竹

竿的刚度和稳定性，起着重要作用。带节的竹竿与不带节的竹竿相比,

其抗劈开强度和横纹拉伸强度分别提高了128.3%和49.1%。如今，

在高层建筑领域，这种仿竹状薄壁带节的结构被普遍使用。近年来各

国摩天大楼如雨后春笋，大多数采用圆筒结构形式。最负盛名的当数

华人建筑大师贝聿铭设计的香港中国银行大厦，它高315米，共70

层，堪称仿竹建筑杰作。其他的著名建筑如慕尼黑BMW公司25层

办公楼，用四个结构圆筒作为整个建筑物的支撑并兼有竖向交通的功

能；美国芝加哥第一联邦银行大楼60层，从外形可以看出高楼上均

有竹节的水平结构层，这种水平的结节又往往和设置层结合起来，从

而实现功能与结构的完美统一。

31、植物的茎、根和铜芯铝绞线：我们平常看到的树干，它的学名叫

“茎在树的身上，“茎”的作用可大了！它除了要抵抗弯曲，防止大

树被风吹倒，还有更重要的事，那就是从根那儿运送养料到树冠，让

大树长得更高更大。你知道树干为什么能有这么大的作用吗？植物学

家告诉我们：树干最关键的部分主要是集中在外围。其中，树皮专门

用来输送营养物质，而支撑大树的任务是靠树干的外层来进行的。大

树外紧内松的结构使大树非常强壮，能最大限度地伸张和抵抗压缩。

至于树心的部分，则非常疏松，有时候根本就是空的，所以说，这就

是为什么树“只怕扒皮、不怕空心”！当然，要大树能健康地生长，根

也功不可没。由于特殊的拉伸的需要，它们的结构和茎完全相反，内

紧外松！模仿着大树根、茎的结构，人闪发明了铜芯铝绞线，这种线

既有良好的导电性，又能抗拉。

32、叶子和墙壁通风孔：植物的叶子看起来普通，可是，里边藏着好

多“天机”。为了看到叶子的真面目，生物学家们找来了显微镜。在显

微镜下，专家们惊奇地发现：叶子上到处都是很小的气孔，而且密密

麻麻地排列在各个细胞之中。这么多的数量，我们用肉眼却丝毫不能

察觉它们的存在。这些气孔对植物来说，具有非常重要的作用，它们

的职责主要是蒸发水分，保持植物体内水分的平衡。如果进入植物体

内的水分多于蒸发掉的，气孔的口便会大开，把多余的水分继续蒸发

出去。若植物体内水分不足，特别是有些生长在旱地的植物，在感到

“口渴”的时候，它们常常把气孔关闭，以避免水分的流失。植物气孔

自动开合的特点让建筑师们喜出望外，他们正考虑为建筑物的墙面也

设计出类似的通风孔，这种通风孔能根据空气的状况自动调节室内的

湿度。

33、鸽子与预警雷达：鸽子的视觉特别灵敏，被人们称为“神目”。它

的视网膜主要由外层的视锥体、中层的双极细胞以及视顶盖构成。能

对亮度、边缘、方向以及运动等发生特殊反应，所以，每当在一个方

向上，有一只鸟在飞，它很快就会察觉到。在反复实验和观察之后，

人们发现：鸽子只能看见自上而下飞行的物体，而对飞向空中的物体,

它完全“视而不见”。根据这个原理，科学家们正在研究制造“电子鸽

眼”，它可用来测定在一定方向上飞行的物体。如果把“电子鸽眼”用

于预警雷达系统，它就能够提高雷达的探测能力。而运用在计算机里,

则可以帮助计算机在运算的过程中，自动地消去一些不必要的数据。

说到这儿，小朋友，你还能想到“鸽眼”的其他用途吗？

34、海鸽与侦察机：如果你看见过海鸽，那一定对它们身体下边的羽

毛印象深刻吧，那儿的羽毛就像雪一样晶莹洁白，所以，许多人把它

们叫做“人间天使”。在波澜壮阔的的大海上，这群“天使”总是不知疲

倦地把它们健美的身姿展现给人类，它们盘旋、俯冲、快速飞升。让

人们非常羡慕的是：无论什么时候，海欧总会灵活地调整它们的翅膀,

飞到它们想去的地方。这一点，能让你想到什么呢？在美国，研究人

员根据海鸥带来的灵感，设计出了一种新型的无人侦察飞机。这种无

机机最大的特点是：它的机翼就像海鸥一样，能在飞行中变形，改变

飞行的稳定性和灵活性。无人机可以沿着城市林荫飞行，也可以在高

楼大厦间穿行，它们的机动性相当好，可以在1分钟内做3个360度

的滚转，相比之下，有些战斗机就逊色多了，据说，一架F-16战斗

机在1分钟内只能做1个翻滚。

35、鸡蛋和建筑：一个鸡蛋，看起来普普通通，可是，这里边的学问

可深了。先说蛋壳吧，如果你用手使劲捏一枚鸡蛋壳，按照力学原理,

你所用的力量会分散在鸡蛋壳的各个部分，也就是说，你的力气被鸡

蛋壳神秘地分散了，另外，蛋黄和蛋白也有抗震的作用，这样，鸡蛋

壳的精巧结构完全可以让你在它面前无能为力！现在，建筑大师们根

据鸡蛋所赋予的灵感，已经设计出来各种各样的“鸡蛋”式建筑。这些

建筑不仅外观美，而且节省材料，具有一定的抗震性能，就像意大利

罗马城的大小体育馆。还有一种更奇特的建筑更像鸡蛋，它的外壳是

用钢铁建造的，“蛋白”部分是耐高温的玻璃、石棉，人则居住在蛋黄

部分，据说，这种房屋的抗震性能特别好，即使震翻了，它也能自动

恢复过来。

36、猫头鹰和飞机：猫头鹰是当之无愧的“世界公民”，除了北极以外,

你在世界各地都可以看到它们的踪影，猫头鹰的头骨不对称，这让它

们的两只耳朵不在同一水平线上，但是这一点恰恰有利于它们根据地

面猎物的声音来确定准确位置。还有一点，不知你想过没有，既然是

在夜间活动，那么，如果猫头鹰飞起来的时候发出巨大的声音，那猎

物是不是就会立刻逃跑了呢？猫头鹰岂不是会扑个空！事实上啊，猫

头鹰飞起来的时候，噪音是很小的，因为猫头鹰的翅膀表面有很多的

绒毛，绒毛相互滑动的时候悄无声息，而且猫头鹰的羽毛还有特殊的

齿状结构，这些都能帮助它消除噪音。这个能为人类提供什么启发

呢？聪明的人类做出了锯齿形状的翼片，把这种翼片安装到飞机上，

就能减少飞机高速行进时制造的噪音。

37、鸟巢与体育馆：鸟儿是人类的朋友、春天的使者，也是大自然的

建筑大使。缝叶莺会缝叶成巢，营冢鸟能造出恒温的巢，燕子会用泥

丸垒成巢，骨顶鸟会造浮巢……最精美的鸟巢就数织布鸟编织的瓶状

巢了，它撕取长条的树状纤维，像织布工人那样用嘴和脚灵巧地穿针

引线，并适时地打结而成坚固的编巢，如果在编巢时遇到大风，织布

鸟还会衔一些泥团来，，镇风，，呢！鸟巢的艺术让建筑师们浮想联翩，他

们思考着如何借鉴大自然给的建筑灵感，现在，这种设想已经有些成

果了。2008年北京奥运会的标志性建筑——国家体育场就是一个“鸟

巢”式建筑，结构的组件相互支撑，形成了网络状的构架，它就像树

枝编织的鸟巢，简洁而典雅。

38、鸟语和广播台：人有人声，鸟也有鸟语。鸟语可不只八哥学人说

话这么简单，鸟儿们平常说的东西可多了。曾经有位动物学家通过研

究乌鸦的叫声，编出来一本“乌鸦词典”。当人们一播送乌鸦遇到危险

时的录音的时候，其他的乌鸦一听就会立即吓跑。人们对鸟语的研究

有一个最重要的应用——“鸟语”广播台。这是怎么回事呢？在飞机起

飞以后，小鸟儿乎可以说是飞机的天敌。它们能像子弹一样把飞机打

穿，还能击毁发动机，也能击穿驾驶盘舱的挡风玻璃，更严重的时候,

还能使飞机坠毁。为了保证飞机的安全，人们模仿着鸟惊恐的时的叫

声，设立了专门的“鸟语”广播台，当鸟儿听到这种声音的时候，很快

就会飞到别处去了。

39、信天翁与海水淡化：信天翁是从北极飞来的呢！它们有特殊的本

领能把海水淡化。人们以前想到的是用太阳能淡化，冷冻淡化法、蒸

储淡化法能等方法来淡化海水，可是这些方法都不能令海员们满意。

现在，科学家们从信天翁那里得到了一些灵感。信天翁在长途飞行的

时候，是靠着鼻子里不平常的滤盐器，把海水的盐分除去的！目前"

人们正在着手研究信天翁的海水淡化系统，试图模拟创造出体积小、

重量轻、效率高的淡化技术。

40、鹰眼和导弹：科学家们经过对鹰眼的研究，发现鹰的眼睛与人类

大不相同，它们是用低分辨率、宽视野的部分搜索目标，而用高分辨

率、窄视野的部分仔细观察已经发现的目标，而且，在鹰眼中还有一

个梳状突起，它能使鹰看见了东西更清晰。自从鹰眼的结构发现之后,

人们就开始设想着模仿鹰眼制造出一种“鹰眼导弹”，它能像鹰一样自

动寻找和识别打击目标，并能自动跟踪目标直到攻击成功为止，此外,

还可以制造“电子鹰眼”，用它们来控制远程激光制导武器攻击目标。

41、食鱼蝙与海军飞机：当食鱼蝙沿着水面飞行的时候，它们向水里

发射强有力的超声波，它们会向水里发射强有力的超声波，当超声波

碰到鱼身上的时候，就会立即发生反射，即使反射回来的超声波由于

“路途”上的消耗，已经变得非常微弱了，可是食鱼蝙还是能够用它的

“千里耳’听到超声波，然后，它们会迅速准备好粗大的后脚，弯曲锐

利的爪子，在海里把鱼逮住，边吃边飞。军事学家们试图模仿食鱼蝙

的“回声定位”本领，为海军飞机装载特殊的仪器，这样，海军飞机就

能够有效地拦截水中的潜艇了。

42、蝙蝠和雷达：蝙蝠的嘴巴和鼻子上长着一个怪异的“鼻状叶”结构,

周围还有皮肤“皱纹”，这些组成了一种奇特的超声波装置，当蝙蝠发

射超声波的时候，超声波碰到飞舞的昆虫就能立刻反射回来，这时，

蝙蝠就知道：周围有吃的了。它们只需要快速地行动起来，就能美美

地饱餐一顿。蝙蝠的这种本领叫做“回声定位”。在第一次世界大战期

间，人们根据蝙蝠的“回声定位”原理发明了雷达，雷达能及时探测出

敌机的方位和距离，以便发出警报，然后进行狙击。来自英国利兹大

学的研究人员大胆地进行了尝试。他们研制成功一种“蝙蝠拐杖”，这

种特殊的拐杖能发出一种人耳听不见的声呐波，通过震动的强弱，帮

助盲人探测障碍物的远近。

43、蝙蝠与着陆设备：蝙蝠看起来像鸟，可是它不是鸟；它的前肢看

起来像翅膀，可是那个东西与翅膀完全不同。那是因为，在蝙蝠的前

肢的长趾间有层皮膜，皮膜与长肢共同构成特殊的“翅膀”，使蝙蝠能

够像鸟一样在空中自由地飞行。科学家设计出一种叫“蝙蝠翼”的着陆

设备，以帮助飞行员遇到意外时安全着陆，它像降落伞一样，能够折

叠起来备用，可是，比降落伞用起来灵活得多，它能让飞行员随便选

择着陆地点，有时甚至可以垂直降落。

44、苍蝇和气体分析仪：苍蝇是有名的“逐臭大师”，你仔细看看它的

头部吧，它的鼻子就长在头部的一对触角上。一旦有气味飘入“鼻孔”,

鼻子上的一些神经会进行非常灵敏的反应，并且立即把气味刺激转变

成神经电脉冲，送往大脑，经过分析处理，苍蝇就可以分辨出不同的

气味了。仿生学家们仿照苍蝇的嗅觉原理，设计出气体分析仪，它可

以用来检测宇宙飞船的座舱里气体的成分，同时,也可以测量矿井和

潜水艇里的有毒气体，及时发出警报，以提示人们紧急处理危险事宜。

45、苍蝇和新型导航仪器：在苍蝇的翅膀下边，隐藏着一对很小很小

的平衡棒，它的样子酷似触角，这是干什么用的呢？昆虫学家们把它

叫做楫翅，它除了能帮助苍蝇从地上飞起来，更重要的是，它能保证

苍蝇在飞行的时候保持航向而不偏离目标。也可以说，它是苍蝇的天

然导航仪。苍蝇的导航仪比人工制作的导航仪要小而精致得多，于是,

一些科学家模仿苍蝇的导航系统，研制成功了振动陀螺仪，这种陀螺

仪小得可以装入一只茶杯，但是准确性就比普通的陀螺仪好很多，在

它的基础上，后来人们又陆续研制出更精准，更先进的陀螺仪，并且

把它装在高速飞行的飞机和火箭上面，这样可以避免危险的“翻滚”

飞行，让飞机保持平衡。

46、苍蝇和照相机：苍蝇的一只复眼是由4000多只小眼组成的，这

些小眼睛组成一个蜂窝一样的形状堆积在苍蝇的头两边。复眼对苍蝇

的生活来说可重要了，苍蝇身上的许多部分都是与复眼直接相连，复

眼看到目标之后，苍蝇就立刻出动，干起新的坏事。可别小看苍蝇的

复眼，它们观察物体比我们人类还要仔细和全面。每秒钟闪烁60次

的日光灯，你也许根本无法察觉，可是苍蝇却能够不费吹灰之力地看

出来。人类对苍蝇眼睛的研究至今，收藏非常丰富。人类对苍蝇眼睛

的研究至今，收获非常丰富。美国人根据苍蝇复眼的原理发明了“蝇

眼”航空照相机，这种照相机一次能拍摄1000多张高清晰照片。天文

学也有一种叫做“蝇眼”的光学仪器，这是一种在无月光的夜晚也能够

探测到空气簇射光线的仪器。这种仪器的多镜面光学系统正是根据苍

蝇复眼的结构设计的。

47、蛾子与害虫防治：一天晚上，小兵捉到一只大蛾子，把它关在一

个早就准备好的小铁丝笼子里，他把这个笼子放到田中间。过了一会

儿，小兵发现，有好多蛾子在围着笼子飞。当他把这事告诉爸爸的时

候，没想到，爸爸竟然笑起来了，爸爸说：“你一定是把一只母蛾子

给关起来了，所以来了好多公蛾子，它们要‘英雄救美蛾子之间啊,

会发出一种特殊的气味，公蛾子就是顺着气味而来的。”当人们破译

了蛾子的这种特殊的语言之后，就研制出了“仿生诱芯”。他们把这种

合成的化学药品放入一个硅橡皮塞中，然后在外面罩一个诱捕器，让

特殊的气味缓缓释放，这时，果然有大量的公蛾子自投罗网，这不是

一种很好的消灭害虫的方法吗？目前，我国已研制成功60多种“仿生

诱芯”，用作农林害虫的测报和防治。

48、蝗虫和扇形窗篷：不管是在城市还是在农村，蝗虫在人们的眼里

都是魔鬼，它们能从很远的地方集体出动，飞到千里以外，把当地能

吃的东西席卷一空。有些人很纳闷，为什么蝗虫能经常作长途旅行

呢？它们的飞行本领看起来比一般的昆虫厉害得多！科学家们思来想

去，在蝗虫的翅膀上发现了一些线索。蝗虫的翅膀宽大而轻巧，直翅

上的脉络像辐射一样排列，其中的横向的脉络也是成行地排列，这样

的结构使得翅膀折叠起来的时候，翅脉既不弯曲，也不旋转，就像扇

子一样。把翅膀打开的时候就如同把扇子打开，收拢的时候像扇子那

样折叠就可以了，有这样的翅膀，再加上发达的飞翔肌肉，这就成就

了蝗虫的长途飞行。人们模仿蝗虫的翅膀张合的原理，设计出一种扇

形的窗篷，这种窗篷能有效地防止日晒雨淋。

49、蝴蝶与卫星控温系统：就蝴蝶来说，它的法宝就是身上的鳞片，

每当阳光直射，气温上升的时候，鳞片会自动张开，从而减少对热能

的吸收；而当外界气温下降时，鳞片会自动闭合，从而反温度控制在

正常范围内。科学家依照这个原理，为人造卫星设计了一种好似蝴蝶

片般的控温系统。当人造地球卫星受到阳光的强烈照射时，卫星表面

温度会高达2000℃,这时控温系统可使卫星的温度自动下降到合适

的范围内，避免高温烤坏各种仪表；而在阴影区域，卫星表面温度下

降至-200C左右的时间，控温系统的调节避免了低温冻坏各种仪器。

50、蝴蝶和防伪纸币：科学家通过研究大凤蝶发现其翅膀颜色本来是

黄色和蓝色的，但是，在一般人看起来，它却是绿色的，这是为什么

呢？原来科学家发现在显微镜下：蝴蝶翅膀上有很多很小的下凹的小

坑，小坑底是黄色的，而坑的斜坡上是蓝色的，当阳光照射在蝴蝶翅

膀上的时候，由于发生光的折射作用，人眼看到的蝴蝶翅膀上的时候,

由于发生光的折射作用，人眼看到的蝴蝶就是绿色的。根据这个现象,

人们在纸币或信用卡上也设置了许多小坑，这样，无论假币有多么逼

真，都难逃光学设备的“法眼”。

51、山兰凤蝶与光学设备：山兰凤蝶生活在南半球的岛国——澳大利

亚，它们在花花绿绿的蝴蝶世界中有独一无二的特色——雄性山兰凤

蝶的翅膀有鲜亮的蓝色，周边镶嵌有黑色。你知道最奇怪的是什么

吗？如果它们翅膀上的黑色部分越黑，那么，它的蓝色部分看起来就

越艳丽。关于这其中的原因，科学家们说：这是山兰凤蝶翅膀上的黑

色在搞鬼，黑色素的微细鳞片结构能够“捕捉”光，由此形成了一种比

黑色还要黑的“超黑色”，虽然这种颜色听起来有些吓人，然而，它可

是光学设备的宠儿，以前，人们很难制造出“超黑”，所以，光学设备

在应用起来的时候，总是那么不尽如人意，现在，有了山兰凤蝶带来

的启发，相信“超黑”的难题很快会迎刃而解，此外，有些艺术家对“超

黑”的黑色颜料很感兴趣。

52、蝗虫和避免撞车功能：密密麻麻、遮天蔽日的蝗虫是如何避免与

同伴相撞的呢？原来，蝗虫在飞行的时候，具有一种能躲避其他运动

物体的特殊功能。实验表明，这种功能即使是对飞驰而来的汽车也会

有最敏感的反应。据说，这些科研人员正在根据蝗虫的这个特殊本领,

着手研究开发车用行驶监视装置，以帮助减少公路上危险的撞车事

故。

53、屁步甲炮虫与武器：m“敌人”对屁步甲炮虫“虎视眈眈”的时候,

它就会放出恶臭的“炮弹”来吓唬敌人，它们的炮弹有时候还能把对方

给“臭晕过去"。屁步甲炮虫为什么会有这等本事呢？科学家发现，这

种，，炮弹，，里的液体是二元酚、双氧水，以及生物酶混合化学反应之后

形成的，屁步甲炮虫瞬间把它变成100℃的毒液，并迅速射出。美国

军事专家受甲虫喷射原理的启发，研制出了先进的二元化武器，这种

武器是将两种或更多种有毒的液体放在不同的地方，当炮弹发射的时

候，两个不同地方的液体会迅速融合在一起，产生剧毒，这样就可以

杀伤敌人了。

54、昆虫与地速计：相信你一定对昆虫的复眼非常熟悉吧！它们的复

眼能够清晰地看出非常微小的东西，虽然还是不及人眼，可是，复眼

有一种“特异功能”是人眼远远比不上的。那就是速度的计算！就比如

说螳螂吧，它们依靠眼睛能准确地算出小虫将要飞行的方向和距离，

一眨眼的功夫，它们就能将小虫一举捕获。还有蜻蜓、蜜蜂等有复眼

的昆虫，它们的眼睛也是优秀的测速计。还有一种更奇怪的虫子——

象鼻虫，它们能用眼睛和脑子计算出自己的飞行速度，以及和地面的

距离，这使它们能平稳地“降落”。人们根据这些昆虫眼睛的功能原理,

研制出了一种地速计，这种仪器能测量出飞机相对于地面的飞行速

度，同时，它也能测量出火箭攻击目标时的相对速度。

55、蜜蜂与偏光天文罗盘：蜜蜂的舞蹈在自然界里别具一格，特别是

侦察蜂，它们擅长跳“8字舞”和“圆舞”。当侦察蜂在距离蜂窝60米以

内找到可以采蜜的地方时、它就会在蜂窝前.跳“圆舞”，这种“圆舞”是

侦察蜂对大伙说：“大家快去采蜜吧。”而“8字舞”重复的次数和方向

的变化，都包含着哪儿有花蜜和花蜜的好坏程度的信息。为什么蜜蜂

从那么远的地方飞回来的时候，还能正确地辨别方向呢。生物学家从

蜜蜂的眼睛里发现了秘密。你知道吗？蜜蜂一共有五只眼睛，它的头

两边有两只大的复眼（由许多小眼组成的眼睛），而头甲上有三只小

的单眼。蜜蜂通过复眼感受太阳的偏振光，由此来定向，而单眼是用

来感受太阳光的强度的，它们根据太阳光的强度来决定早晨飞出去和

晚上归来的时间。科学家模仿蜜蜂偏振光定向本领，研制出偏光天文

罗盘，并把它应用于飞机、舰船。

56、蜻蜓与飞机：你仔细观察过飞机的翅膀吗？它们看起来是不是很

结实的？你知道吗？在飞机高速飞行的时候，飞机的翅膀都会发生

“颤振”的现象，也就是说，飞机的翅膀会不由自主地振动，可别小看

这种有害的振动哦，有时候，它会造成翼折人亡的惨剧。当我们人类

正在为这个难题所困扰的时候，自然界里的昆虫们早在千百万年前，

就发明了对抗颤振的方法。蜻蜓翅膀上的黑痣就是这方面的杰作。有

人做过实验，如果把蜻蜓翅膀上的黑痣去掉，那么蜻蜓在飞起来的时

候就会荡来荡去的。于是，人们根据蜻蜓翅痣的原理，在飞机翅膀上

也设计了加厚的部分，这样就能消除颤振的危害。

57、松甲虫与火灾报警器：松甲虫是一种“幸灾乐祸”的虫子，它们就

喜欢大火后被烧焦的树木，因为这里不会有其他的虫子来光顾，因此,

它们在焦木上繁衍后代是十分安全的！为什么这些虫子能很快找到火

源呢？动物学们发现，是它们腹部侧面的两个感觉器官在作怪，这两

个特殊的器官能对火灾发出的长波辐射产生强烈的感应，即使火灾源

在儿十千米外，也能迅速察觉。于是，人们模仿松甲虫制造出了一种

特殊红外传感器，它能在第一时间发现火灾，而且，造价也很低。

58、蚊子和声学测向仪：蚊子为什么会“叫”呢？它们的声音可不是从

嘴里发出来的，母蚊子儿乎按照相同的频率来扇动它的小小的翅膀，

引起空气往返地运动，空气的运动促使我们的鼓膜发生震动，我们就

听到了蚊子的“嘤嘤”声。这时候，还有一个忠实的听众——公蚊子，

它们的头上长着两只触角和两个球形的感觉器，这两个东西帮助公蚊

子“听见”它们的“情人”的声音。人们从公蚊子听声音的原理出发，研

制成功了被动式声学测向仪，它可以用来跟踪鱼群或帮助潜水员定

向。

59、夜蛾与超声波报警器：夜蛾真是趴在墙壁上一动不动的吗？它们

没有天敌吗？当然不会，它们的天敌是蝙蝠，蝙蝠有“超声雷达”来为

它们寻找猎物，可是，夜蛾更厉害，它们身上有反雷达装置，逃避蝙

蝠的追捕。所以，夜蛾静静地趴在墙上并不是偷懒，而是它们的“反

雷达装置”正在工作。夜蛾的“反雷达装置”是什么样的呢？科学家经

过研究发现：夜蛾的腿上有一种振动器，当蝙蝠“回声定位”的时候，

振动器能发出噪音干扰蝙蝠的判断。在夜蛾的启发之下，军事学们成

功地研究出了各种“反雷达装置”。除此之外，夜蛾身上厚密的绒毛还

能吸收蝙蝠发射的探测超声波，从而在天敌面前处于“隐身”状态。所

以，人们把夜蛾身上绒毛状的材料用于飞机、舰船等装备，大大减少

了目标雷达、红外线和超声波发现的概率。

60、萤火虫和人工冷光：荧火虫的发光器拥有几千个发光细胞，它们

都含有荧光素和荧光酶两种物质。萤火虫的发光，实质上是把这两种

物质的化学能转变成光能的过程，这其中要有氧气的参加。萤火虫呼

吸的时候，如果氧气越充分，那么萤火素和萤火酶结合之后的复杂变

化就会越剧烈，萤火虫发出的光就越强烈。近年来，科学家用化学方

法人工合成了荧光素。由荧光素和水等一些物质混合而成的生物光

源，可在充满爆炸性瓦斯的矿井中充当闪光灯，这种光不会引爆瓦斯。

61、果蝇和人造脊椎盘：昆虫飞行的时候，不断扇动翅膀，但是连接

翅膀和身体的部分却毫无损伤，这种看似奇怪的自然现象，其实都是

由于一种叫做节肢弹性蛋白的东西在起作用。现在，许多科学家都琢

磨着仿照节肢弹性蛋白，做出仿生材料。在澳大利亚联邦科学与工业

研究组织的牲畜业研究所里，一些生物化学家正在实验人工合成节肢

弹性蛋白。他们把果蝇体内控制节肢弹性蛋白的一个基因片断，插入

大肠杆菌中，这时，大肠杆菌能够产生一种节肢弹性蛋白的前体。随

后，他们将这种蛋白混合一些其他的化学药品，并用强烈的白光照射,

这样，便成功地合成了这种仿生材料，它与果蝇的节肢弹性蛋白一样,

也具有超强弹性。现在，科学家正在利用它研制人造脊椎盘。如果这

种发明能成功应用在脊椎病人身上，相信他们就会逃脱病痛的折磨

To

62、蜂鸟和扑翼飞机：蜂鸟在鸟类中卓尔不群，它们的翅膀扇得非常

快，在飞行时，其双翼振速高达50次/秒-70次/秒，因此可前飞、倒

飞、侧飞，垂直升落，悬停空中，甚至有时候还能很快地变换飞行姿

势。于是，人们就想：我们所使用的飞机能以蜂鸟为原形吗？最近，

加拿大多伦多大学和美国加州SRI国际研究公司正在共同研究一种

仿生蜂鸟的扑翼飞机，在他们的设想中，这种飞机能像蜂鸟一样平稳

地从盘旋转为水平飞行。

63、长颈鹿和飞行服：长颈鹿身体表面有一层厚皮，当它低头时，厚

皮紧紧地箍住了血管，限制了血压，使它不会因血压突然升高而发生

意外。科学家依照这个原理设计了抗荷飞行服，飞行员穿上后在一定

程度上起到了限制血压的作用。当飞机加速时、抗荷飞行服还能压缩

空气，也能对血管产生一定的压力，这样，当飞机加速爬升的时候，

飞行员不至于发生大脑缺血的现象，由此增加飞行安全性。

64、大象与柔性管理：当危险来临的时候，大象们绝对不会像羚羊和

斑马一样各自逃命，而是紧紧地围在一起，有时候，它们会站成一圈,

以便防御和自卫。所以，你们平时看到的大象，总是悠闲自得的样子。

它们没有理由害怕任何东西，因为有一个强大的集体在支撑着每一个

大象成员。大象王国的这种温和的统治方式吸引了不少企业家的目

光。他们把大象王国的管理方式借鉴到了公司管理中，让公司里边的

每一个人都能感受到“人”的温情，充分地施展自己的才能，但是，公

司的所有成员又是紧紧地团结在一起，朝着共同的远大理想而奋斗。

65、袋鼠和蹲踞式起跑：袋鼠在起跑之前，总是要弯屈身体，把它们

的肚子尽量贴近地面，然后以弹射的速度起动。1896年奥运会上，

美国运动员伯克在100米跑的决赛中采用了这一技术，而且最终夺得

金牌，从此以后，蹲踞式起跑的姿势才开始在全球风行起来。

66、袋鼠和跳跃机：袋鼠不但能跳，而且还是澳洲草原上有名跳跃冠

军，它们每小时能跳60千米呢。根据袋鼠跳跃的原理，人们已经设

计出一种新颖的“跳跃机”，这种跳跃机没有轮子，只有四条强有力的

腿，当它运动的时候，就是靠着四条腿有节奏地起落来前进的，和普

通的汽车相比，这种“跳跃机”更适合在坑洼不平的原野上行走。

67、负鼠与潜艇：负鼠生活在广袤的美洲大地上。有人说：它们是世

界上最勇敢的动物，你可以想像一下，在7000万年中，负鼠一直与

各种各样的野兽斗争，顽强地生活到现在，可见它们非同一般的能耐。

可是也有人说它们是自然界的“大骗子”。当它们被天敌追赶的时候，

就会发出威慑的嗥叫声，但如果这一招不灵，它们就会装死：身体突

然变得瘫痪，嘴巴大张，它们的这种样子可以保持几个小时。通常情

况下，备感困惑的天敌们会悻悻地离去。负鼠的这种本能，在军事学

家眼中，叫做“装死”战术。目前，在现代军事领域中，人们已经成功

地运用了这种“装死”战术。如果一艘潜艇被敌人追逐，被迫下潜，而

敌舰往水下投深水炸弹，这时候，聪明的潜艇艇长往往会命令水手们

把艇上的一些物品从鱼雷发射管射出艇外。这样，敌军发现海面上漂

浮着许多破碎木板、用具、救生衣等物品，还有大片油污，由些断定

潜艇已被炸毁，放松警惕，这个时候，潜艇的突然反击就可以把敌舰

击沉。

68、狗和电子警犬：人的嗅觉细胞只有500万个，而狗的嗅觉细胞有

22000万个之多，电子警犬的原理是利用不同物体对紫外线的吸收度

不同，由些辨别不同物体来报警，它们可以放在化工厂、汽油库、手

术室等地方，维护这些地方的安全。如果某种气体的浓度超过了一定

的标准，电子警犬就会大叫。

69、海豹与“海豹耳”:海豹能很容易地听到潜艇身上的螺旋桨的声音,

而且，它喜欢迅速跟上去。不过，令人们失望的是，海豹这家伙贪吃,

如果在路上发现了好吃的，它会毫不犹豫地放弃地跟随潜艇，跑去找

吃的。既然海豹靠不住，那么，人们就只有研究海豹的耳朵仿造它，

后来，研究人员根据海豹耳朵的特点，改进了水听器，这种新的水听

器的分辨能力明显提高，它能让行进中的潜艇也能轻而易举地发现敌

方的潜艇。

70、恐龙和钻头：恐龙有特别的牙齿结构，它们的牙床上密密麻麻地

排列着几排牙齿，每排有几十个，一口牙齿的总数可以达到成百上千

个呢！这种牙齿排列有什么实际应用呢？人们想到了钻头，发明家模

仿着恐龙的牙齿排列制成了连动刃钻头，其钻进的速度比一般的钻头

要快一到两倍。

71、老鼠和永不钝化的刀具：一个叫马库斯的人从老鼠磨牙中受到启

发，研制出了一种特殊的工业刀具，它能自动磨快而永不钝化。

72、马与航天飞机：马轻快如飞的秘诀藏在马腿里，马腿骨头的构造

十分奇特，它的第三掌骨上有一个很不起眼的小孔，在马奔驰的时候,

正是这个东西使得马腿能单腿承受身体重量和空气阻力带来的巨大

压力。那么，马腿的功能能用在哪里呢？这个研究小组联想到航空器,

他们模仿马腿的原理制造出一块“仿生板”，试验表明：“仿生板”承受

压力的能力很强，与马的第三掌骨在承受压力时的表现一样。这个结

果对制造飞机和宇宙飞船来说具有一定的启发意义。

73、猫和轮胎：当猫在跑动时，身体会变得窄小，而在跳跃时四肢的

指垫会舒展开以使自己安全着地。特别是当它们从很高的地方跳下

来，快要着地的时候，它们的爪垫会变得很宽，将惯性冲力传到地面。

目前，德国的轮胎设计专家开始行动了，他们根据猫的前爪垫的功能,

设计出一种AMC垫型轮胎。这种轮胎的好处是，当驾驶员刹车的时

候，轮胎与地面的摩擦力加大，这样可以大大缩短刹车的距离，从而

使车辆行驶起来更安全。

74、猫眼与夜视仪器：猫的眼睛为什么能在黑暗中看清东西呢？其秘

密在于猫眼的视网膜上具有特殊的圆柱细胞，它能感受夜间的光觉。

另外，猫的瞳孔能够根据光线强弱自动调节，白天时光线很强，猫的

瞳孔变成一条细缝，而晚上的时候，光线很弱，猫的瞳孔就变成圆形

的，这样，猫就可以在不同情况下清晰地看见物体了。在猫眼的启发

之下，军事科学家们模仿猫眼研制出了微光夜视仪。现在，这种微光

夜视仪除了军用之外，还能进行石油勘探、森林防火、土地规划，以

及帮助潜水员铺设海底电缆等。

75、梅花鹿与颈椎病药：梅花鹿长期低头吃草，但脖子不酸。原来，

梅花鹿为了生存，在长期的进货过程中，它们逐渐使颈椎越来越灵活,

脊椎再生能力和支持性越来越强，最后形成了特殊的颈椎胶和骨力营

养结构，这对调整颈项韧带起着非常大的作用。在梅花鹿的启发下，

人们研制成一系列“梅花鹿素”产品，在仿生学原理中找到了治疗颈椎

病的方法。目前，中国的颈椎病人数不胜数，对于那些痛苦的颈椎病

人来说，来自梅花鹿身上的灵感是一个福音。

76、松鼠与人体冷藏术：松鼠一般要睡上半年左右，在它酣睡的时候,

它心跳减慢，呼吸减缓，体温儿乎降到零度，也没什么吃喝拉撒了。

这是很多动物都达不到的境界。松鼠为什么能做到呢？科学家解释

说：松鼠冬眠的时候，它身上的细胞在低温下会发生一种可逆的调整

结构，这种结构的变化使得细胞在低温下也能正常工作。一些美国科

学家相信，在冷冻的人体细胞中，也会发现类似的变化，从而发展新

的更好的人体冷藏技术。

77、羊奶和防弹背心：羊奶的营养很全面，它含有很多免疫球蛋白，

还有多种矿物质和维生素，比如说钙、磷、钾、镁、毓等，这些营养

物质不仅容易被人体消化吸收，还具有独特的保健作用。所以，喝羊

奶是有益于身体健康的。最近，科学家在研究出羊奶纤维的特点后，

大胆地将蜘蛛的蛋白基因注入一只经过特殊培育的褐色山羊体内，他

们发现：山羊经过转基因之后，产下的奶中含有大量柔滑的蛋白质纤

维，用它做成的布比防弹衣的强度还要高十儿倍，于是，人们思考着

用这种材料做成人和建筑的“防弹衣”。

78、猪嘴与防毒面具：第一次世界大战期间，德军与英法联军展开激

战。毒气一共造成英法联军5000多人丧命，甚至连周围的禽兽也不

能幸免。然而，令人惊奇的是，这里的野猪却安然无恙。经过生物学

家的细致研究，结果发现，猪在感受到刺激性气味时，便拼命地用嘴

巴拱地，这样，含有毒气的空气经过土壤颗粒过滤后，就变得无害了，

所以野猪在毒气中能够存活下来。根据这一发现，英国的军事科学们

很快就设计、制造出了世界上第一批防毒面具，样式酷似猪嘴。

79、蚂蚁与机器人：当一只蚂蚁发现食物源后，它就把这一食物的映

像存储在它的大脑里面，并利用大脑里的映像与眼前真实的景像相匹

配的方法，循原路返回，召唤自己的同伴。科学家们认为，模仿蚂蚁

的技能，可使机器人在陌生的环境中具有高超的探路能力。

80、跳蚤与鹤式飞机：所有的飞机都能够垂直起落，那么将大大地解

决很多军事和民用上的难题。幸运的是，如今，英国一家飞机制造公

司仿照跳蚤垂直起跳的方式，成功制造出了一种儿乎能垂直起落的鹦

式飞机。

81、跳蚤和“莱西林”：跳蚤根本不是在跳，它们在飞！我们知道，会

飞的昆虫都是靠一种叫做“莱西林”的蛋白质来扇动翅膀的。这种蛋白

质就像橡胶一样，但是比橡胶的性能要好得多。研究人员说：跳蚤的

祖先是有翅膀的，经过几百万年的进化，它们的翅膀渐渐退化了，而

原来翅膀上的“莱西林”都转移到了它的大腿上，这样，跳蚤才能“跳”

得这么