仿生论文

浅谈昆虫与防生

郭绯10240404

摘要

昆虫个体小，种类和数量庞大，占现存动物的75%以上，遍布全世界。它们有各自的生存绝技，有些技能连人类也自叹不如。人们对自然资源的利用范围越来越广泛，仿生学的发展与应用也越来越广泛，特别是昆虫在仿生学的方面的应用，人类通过研究各种昆虫的特点与形态研究制造的生活用品、军事用品等等，无论是现在还是未来都有补课忽略的重要意义。

关键词：仿生学昆虫

引言

在大自然中，有着丰富多彩的知识和事物，将自然界的动物的与人类生活甚至军事等其他方面联系起来，创造很多的发明，这是人类发展的重要意义！在《仿生学与科技前沿》这门有意义的课程中，我学到了很多有有用有意义的知识。其中我最感兴趣的便是昆虫与仿生了。下面就对于昆虫与仿生学的现状和未来谈谈自己的一点点想法。

现在就昆虫在仿生学方面应用主要有：

1.军事方面：

1>蝴蝶锦色粲然，其后翅在阳光下时而金黄，时而翠绿，有

时还由紫变蓝。这不仅是为了好看，同样是一种伪装，减少天敌发现的概率。科学家通过对蝴蝶色彩的研究，发明了迷

彩服，增大了士兵的生存率，为军事防御带来了极大的裨益；

蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照射方向自动变换角度而调节

体温，这启发了科学家利用同样的原理应用与人造卫星，使人造卫星在太空温差高达两三百度的情况下仪表能够正常

工作；

2>屁步甲炮虫自卫时，可喷射出具有恶臭的高温液体“炮弹”，以

迷惑、刺激和惊吓敌害。科学家将其解剖后发现甲虫体内有3个小室，分别储有二元酚溶液、双氧水和生物酶。二元酚和双氧水流到第三小室与生物酶混合发生化学反应，瞬间就成为100℃的毒液，并迅速射出。这种原理目前已应用于军事技术中。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;

3>萤火虫可将化学能直接转变成光能，且转化效率达100%，而

普通电灯的发光效率只有6%。人们模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍，大大节约了能量。另外，根据甲虫的视动反应机制研制成功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中。

4>蜻蜒通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流，并利用气流产生的涡流来

使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔，不但可向前飞行，还能向后和左右两侧飞行，科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。

5>根据昆虫复眼的结构特点研制成功的多孔径光学系统装置，更易于搜索到目标，已在国

外一些重要武器系统中应用。

2 。生活方面：

1>蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成，每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组

成，这些结构与近代数学家精确计算出来的——菱形钝角109°28’，锐角70°32’完全相同，是最节省材料的结构，且容量大、极坚固，令许多专家赞叹不止。人们仿其构造用各种

材料制成蜂巢式夹层结构板，强度大、重量轻、不易传导声和热，是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。蜜蜂复眼的每个单眼中相邻地排列着对偏振光方向十分敏感的偏振片，可利用太阳准确定位。科学家据此原理研制成功了偏振光导航仪，早已广泛用于航海事业中。

2>科学家们根据昆虫单复眼的构造特点，造出了大屏幕彩电，又可将一台台小彩电荧光

屏组成一个大画面，且可在同一屏幕上任意位置框出某几个特定的小画面，既可播映相同的画面，又可播映不同的画面；

3>光合作用是植物、藻类和某些细菌利用叶绿素，在可见光的照射下，将二氧化碳和水转

化为有机物，并释放出氧气的生化过程。对于生物界的几乎所有生物来说，这个过程是赖以生存的关键，而在面临能源和环境瓶颈的今天，这一过程中的能量转换也为人类提供了极其重要的启示。由于自然光谱的吸收率等原因，光合作用在多数植物中效率非常低，通常均低于0.5%。在人工设计的系统中，研发人员借鉴其光反应与电子传递的机制，并提高通量转化的效率，使其适于太阳能的转化利用。

4>蝴蝶表面进行静态接触角度测定，发现蝴蝶翅膀表面具有超疏水性，其接触

角在141——163.5之间。研究了甲醇/水溶液对蝴蝶翅膀表面湿润性的影响，同时用油脂和酸碱溶液对蝴蝶翅膀表面进行湿润性试验，计算了蝴蝶表面的自由能。试验结果表面，蛱蝶科、凤蝶科等具有大鳞片种类的接触角于湿润性普遍要比弄蝶科、灰蝶科种类的要好。因此认为蝴蝶翅膀表面的疏水性是由其表面的微米级围观结构和鳞片表面的纳米级微观结构引起，这对纳米和疏水性的研究起了很大的促进作用。

对于未来的高科技生活和战争世界，要想取得有利的地位和利益，昆虫在仿生学方面的应用更是至关重要，这也将对人们的生活产生很多未来化的改变，生物电脑、悬浮家用汽车、甚至太空旅行、时间旅行等等都有可能在仿生学等的帮助下实现。参考文献：

【1】彭子模，再谈仿生学的应用前景，《新疆师范大学学报(自然科学版)》 2001年01期

【2】陈洪渊、仿生材料与微系统。科学中国人。2004，（4）“28

【3】孙业英主编、光学显微分析、北京清华大学出版社，2001.10