昆虫应用

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昆虫在废物处理中的应用

昆虫在废物处理中的应用

昆虫在废物处理中的应用废物处理一直以来都是一个全球性的难题,各种废弃物的大量积累对环境造成了严重的污染和破坏。

然而,近年来,科学家们逐渐发现了一种令人惊奇的解决方法——利用昆虫来处理废物。

昆虫作为自然界的清洁工,其在废物处理中的应用越来越受到人们的关注。

一、昆虫对有机废物的分解昆虫在自然界中扮演了重要的角色,其中的一项重要职责就是分解有机废物。

昆虫能够将死亡的植物和动物遗体迅速分解为氮、磷和其他基本元素,并将其释放回到土壤中。

这种分解作用不仅能够有效清理环境中的有机废物,还能够促进土壤的肥沃和植物的生长。

二、昆虫对有机废物的利用除了分解有机废物,昆虫还能够直接利用废物作为食物来源。

许多种类的昆虫以废物为食,例如蚯蚓主要以腐烂的叶子和植物残渣为食,而蛆虫则以腐败的食物废弃物为食。

这种利用废物的特性使得昆虫成为了废物处理的理想选择,它们能够将废物转化为有价值的蛋白质和脂肪,进而被用作饲料、肥料甚至是能源。

三、昆虫的快速繁殖能力昆虫以其快速繁殖的能力而闻名,这使得它们在废物处理中具有极大的优势。

相比其他形式的废物处理方法,昆虫处理废物的效率更高,耗时更短。

例如,黑虻种群中的雌虻每两周就可以产下数百个卵,而这些卵又能在数周内孵化成为能够分解废物的幼虫。

这种快速繁殖能力不仅提高了废物处理的效率,还为持续性的废物处理提供了保障。

四、昆虫处理废物的应用实例昆虫处理废物的应用已经在一些实际的项目中得到了验证。

例如,在某些农场中,人们利用黑虻和蚯蚓来处理动物粪便和农作物残渣。

这些昆虫通过摄食和分解废物,将其转化为有机肥料,供农作物生长使用。

另外,还有一些研究机构将昆虫应用于城市垃圾处理,通过饲养蛆虫并将其应用于厨余垃圾处理中,从而减少了垃圾填埋和焚烧所带来的环境污染。

结论总体而言,昆虫在废物处理中的应用是一种创新且可行的解决方法。

通过昆虫的分解和利用能力,废物可以得到高效处理,并转化为有价值的物质。

然而,昆虫处理废物的实践仍需要进一步的研究和完善。

天敌昆虫成功应用的案例

天敌昆虫成功应用的案例

天敌昆虫成功应用的案例
天敌昆虫成功应用的案例有很多,以下是一些例子:
1. 丽蚜小蜂防治温室白粉虱:丽蚜小蜂是粉虱类的天敌,通过寄生在白粉虱的若虫和蛹体内,将白粉虱的数量控制在较低的水平。

在中国,丽蚜小蜂已经在多个省份的温室中成功应用,有效控制了白粉虱的危害。

2. 赤眼蜂防治松毛虫:赤眼蜂是松毛虫的天敌,通过寄生在松毛虫的卵中,降低松毛虫的繁殖能力,从而减少其对松树的危害。

在中国,赤眼蜂已经在多个省份的松林中成功应用,有效控制了松毛虫的数量。

3. 瓢虫防治蚜虫:瓢虫是蚜虫的天敌,通过捕食或寄生蚜虫,可以有效控制其数量。

在中国,瓢虫已经在多种作物上成功应用,如苹果、蔬菜、烟草等。

4. 草蛉防治多种害虫:草蛉能够捕食多种害虫,如蚜虫、粉虱、叶螨等。

在中国,草蛉已经在多种作物上成功应用,如棉花、蔬菜、苹果等。

5. 蜘蛛防治害虫:蜘蛛能够捕食多种害虫,如蚊蝇、蝗虫等。

在中国,蜘蛛已经在农田、森林、草原等多个生态系统中成功应用,有效控制了害虫的数量。

这些案例表明,天敌昆虫在害虫防治中具有重要的作用,可以有效减少化学农药的使用量,保护生态环境。

昆虫在国防方面的应用

昆虫在国防方面的应用

昆虫在国防方面的应用
昆虫在国防方面的应用可以包括以下五点:
1.生物侦察工具:昆虫如蚂蚁、蜜蜂等可以被训练用作侦察兵,通过装备
小型传感器用于搜寻和传递信息。

这些昆虫可以通过生物传感器技术被训练为实时的情报提供工具,提供敌军的重要情报。

2.监测空气质量和化学物质:飞蝇、蚊子等昆虫可以用于监测空气质量和
探测化学物质,如毒气和化学武器等。

这些昆虫可以快速地传递信息和反应,为军事防御提供及时的预警。

3.生物防御工具:昆虫可以作为生物防御工具,例如通过训练昆虫来警戒
和阻挡敌方进攻。

这可以包括训练昆虫携带病毒、细菌等微生物,或者利用昆虫的生物化学特性制造生物防御武器。

4.毒剂检测和防护:昆虫对于毒剂和化学物质有着敏锐的感知能力,科学
家已经开发出了基于昆虫感知技术的检测方法,可以用于检测毒剂和化学物质。

这种检测方法可以用于军事中的毒剂检测和防护工作。

5.用于军事演习:在某些军事演习中,昆虫可以被用来模拟敌方的行动和
攻击,帮助军队更好地准备和应对潜在的军事威胁。

以上只是昆虫在国防方面应用的一些例子,实际上昆虫在国防方面的应用还有很多其他的可能性,例如利用昆虫进行通信、制造生物炸弹等。

随着科技的不断进步和研究的发展,未来昆虫在国防方面的应用可能会有更多的创新和突破。

昆虫在食品科学和工业领域的利用

昆虫在食品科学和工业领域的利用

昆虫在食品科学和工业领域的利用简介:昆虫作为地球上最为丰富和多样化的生物群体之一,不仅在自然生态系统中扮演着重要角色,同时也在食品科学和工业领域中发挥着重要作用。

本文将探讨昆虫在食品科学和工业中的利用,并着重介绍昆虫在食品营养、食品添加剂和蛋白质领域的应用。

一、昆虫在食品营养领域的应用1. 昆虫作为食物资源1.1 昆虫的高蛋白质含量1.2 昆虫的丰富营养成分1.3 昆虫的可持续可再生特性2. 昆虫在人类膳食中的使用2.1 昆虫在传统食谱中的应用2.2 昆虫作为高蛋白质替代品2.3 昆虫食品的创新和开发二、昆虫在食品添加剂领域的应用1. 昆虫提取物作为天然色素1.1 昆虫提取物的色彩特性及应用1.2 昆虫提取物的安全性评估1.3 昆虫提取物在食品工业中的应用2. 昆虫素作为食品添加剂2.1 昆虫素的种类和特性2.2 昆虫素的功能和应用2.3 昆虫素的市场前景和挑战三、昆虫蛋白质的利用及应用1. 昆虫蛋白质的特点和优势1.1 昆虫蛋白质的种类和结构1.2 昆虫蛋白质的生产和提取方法1.3 昆虫蛋白质的营养价值2. 昆虫蛋白质在食品工业中的应用2.1 昆虫蛋白质的功能性2.2 昆虫蛋白质的应用案例2.3 昆虫蛋白质的发展前景和挑战结论:昆虫在食品科学和工业领域的利用潜力巨大。

作为丰富的食物资源,昆虫可以为人类提供高蛋白质、丰富营养和可持续可再生的食品选择。

同时,昆虫提取物作为天然色素和昆虫素作为食品添加剂,具有广阔的市场前景。

此外,昆虫蛋白质的应用也在食品工业中得到越来越多的关注和应用。

然而,昆虫在食品科学和工业领域的利用还面临着一些挑战,例如人们对昆虫食品的接受度和产业化生产的技术难题。

因此,未来需要进一步研究和开发昆虫在食品科学和工业中的潜力,以推动其可持续发展并满足人类的需求。

参考文献:1. Oonincx, D.G.A.B., et al. (2012). An Exploration on Greenhouse Gas and Ammonia Production by Insect Species Suitable for Animal or Human Consumption. PLoS ONE, 7(12), e51145.2. Steen, M. (2017). Edible Insects in Sustainable Food Systems. Wageningen Academic Publishers.3. van Huis, A., et al. (2013). Edible Insects: Future Prospects for Food and Feed Security. FAO Forestry Paper 171, Rome, Italy.4. You, M., et al. (2020). Edible Insects in China: Utilization and Prospects. Insect Science, 27(2), 350-365.。

昆虫有哪些可能的医学应用

昆虫有哪些可能的医学应用

昆虫有哪些可能的医学应用昆虫在医学领域有着多个可能的应用,包括药物研发、疾病治疗、伤口愈合等方面。

以下将介绍昆虫在医学上的潜在应用。

1. 药物研发:昆虫体内含有许多独特的化合物,其中一些被认为具有药用价值。

比如,蜜蜂的毒液中含有蜂毒酸,具有抗炎、镇痛、抗菌等作用;蚕丝蛋白可以被用作药物缓释系统的载体,帮助药物在体内持续释放。

通过研究昆虫体内的化合物,科学家们可以发现新的药物候选目标,从而促进新药的研发。

2. 抗菌材料:昆虫身上具有许多抗菌特性的物质,这些物质有潜力用于抗菌材料的开发。

例如,蟑螂表皮含有具有抗菌作用的微小锥形结构,可以杀死各类细菌;蟋蟀表面覆盖有抗菌肽,可以抵抗多种细菌的感染。

借鉴这些昆虫的特性,科学家们可以开发出新型的抗菌纺织品、医疗器械等材料,减少细菌感染的风险。

3. 癌症治疗:昆虫体内的一些化合物被认为具有抗肿瘤活性。

例如,蚂蚁的毒液中含有多肽分子,具有抗癌活性;蜘蛛的毒液中含有一种叫做“触角素”的物质,可以抑制肿瘤细胞生长。

这些昆虫源的化合物可以为癌症治疗提供新的思路和药物候选。

4. 伤口治疗:昆虫的体液中含有多种能刺激组织生长和伤口愈合的活性物质。

例如,蝉的体液中含有一种叫做“蛋白凝胶”的物质,可以加速伤口愈合过程。

将昆虫源的物质应用于伤口治疗中可以促进伤口的愈合,减少感染的风险。

5. 感染病治疗:昆虫体内的抗菌肽和抗菌化合物可以作为治疗感染病的新型药物。

例如,蛾类的抗菌肽可以杀死多种细菌、真菌和寄生虫;蜜蜂的蜂蜜具有抗菌活性。

这些昆虫源的物质可以广泛应用于抗感染药物的开发,对抗一些抗生素耐药菌株带来的挑战。

综上所述,昆虫在医学上具有许多潜在的应用价值。

通过研究昆虫体内的活性物质,可以发现新的药物候选目标,并开发出更有效的药物。

此外,昆虫源的物质还可以用于开发新型的抗菌材料、治疗癌症、促进伤口愈合等。

尽管相关研究仍在进行中,但昆虫的医学应用前景广阔,有望为人类的健康提供更多的解决方案。

昆虫在生态系统中的作用与应用

昆虫在生态系统中的作用与应用

昆虫在生态系统中的作用与应用昆虫一直是自然界中不可或缺的一环,其在生态系统中担负着重要的作用。

今天,我们就来探讨一下昆虫在生态系统中的作用与应用。

一、昆虫在生态系统中的作用
1. 生物调节
昆虫可以起到生物调节的作用,控制某些生物种群的数量。

比如,雄蜂会杀死不属于自己的幼蜂,以保证自己的后代数量。

此外,昆虫还能够控制植物的数量,防止过度生长。

2. 食物链
昆虫是食物链的重要组成部分。

它们既作为食物链的下层,也作为食物链的上层,同时也可以将有机物转化为可利用的物质。

3. 环境保持
昆虫还可以维持生态系统的平衡,保持环境的稳定。

它们可以促进土壤的通气、增加养分,还可以帮助植物进行授粉,有益于植物的繁殖。

二、昆虫在生态系统中的应用
1. 农业
昆虫在农业生产中起到了重要的作用。

一方面,昆虫可以控制害虫的数量,防止害虫危害庄稼。

另一方面,昆虫也可以促进农作物的繁殖,如蜜蜂在采集花蜜时进行授粉。

2. 医疗
昆虫在医学上也有着广泛的应用。

许多昆虫的体内含有可以治疗疾病的成分,如蝉蜕可以治疗咳嗽,玉米虫可以治疗病毒性疾病等。

3. 环保
昆虫也可以在环保领域发挥作用。

比如,如果将昆虫放入油污水中,昆虫可以分解油脂,起到净化水质的作用。

此外,某些昆虫还可以用于控制害虫,减少使用杀虫剂对环境的污染。

总之,昆虫在生态系统中无处不在,并能发挥重要的作用。

我们应该珍惜昆虫,保护其生存环境,进而更好地利用昆虫来造福人类。

昆虫在食品和药物生产中的应用

昆虫在食品和药物生产中的应用昆虫,作为地球上数量最多的一类生物,不仅在生态系统中扮演着关键角色,还具有丰富的资源利用价值。

近年来,人们逐渐认识到昆虫在食品和药物生产中的潜力,并开始广泛应用昆虫资源。

本文将探讨昆虫在食品和药物生产中的应用及其潜在价值。

一、昆虫在食品生产中的应用1. 昆虫食品近年来,昆虫食品受到越来越多人的关注和喜爱。

昆虫富含优质蛋白质、脂肪、维生素和矿物质,同时具有较低的环境污染和能源消耗。

常见的昆虫食品有蚕蛹、蜂蛹、蝗虫等。

这些昆虫食品在一些地区已经成为人们日常的食品来源,并且逐渐走向国际市场。

2. 昆虫养殖昆虫养殖被视为一种高效、环保的食品生产方式。

昆虫具有较高的繁殖力和快速生长的特点,能够在较短时间内提供丰富的食品资源。

蜜蜂养殖可为人们提供蜜、蜂蜡和蜂胶等产品;蝗虫养殖可以用作饲料或蛋白质的来源。

昆虫养殖行业发展潜力巨大,并有望为食品供给提供可持续的解决方案。

二、昆虫在药物生产中的应用1. 昆虫药物昆虫在药物生产中的应用主要体现在两个方面:一是产生药用化合物的昆虫,如蝎子、蜂毒等,它们所产生的毒素具有镇痛、抗炎等药理作用;二是昆虫作为药物载体,帮助药物输送至病灶。

目前,昆虫药物已被广泛应用于临床,取得了一定的疗效。

2. 昆虫药物研发昆虫在药物研发领域具有广阔的前景。

昆虫身上的微生物与环境之间的相互作用十分复杂,这些特性使得昆虫成为药物研发的理想模型。

通过深入研究昆虫与微生物之间的关系,可以发现新的药物作用机制和治疗方法。

此外,昆虫还可以帮助人们找到新的天然药物产生途径,扩大药物资源开发的广度和深度。

三、昆虫在食品和药物生产中的潜在价值1. 可持续性发展昆虫资源丰富,繁殖力强,生长周期短,因此在食品和药物生产中具有较高的可持续性。

与传统的养殖业相比,昆虫养殖能耗更低、排放更少,对土地使用和水资源需求更小。

同时,昆虫捕捉和饲养也可以回收和利用厨余垃圾等有机废弃物,实现资源的高效利用。

昆虫的重要经济价值与应用

昆虫的重要经济价值与应用昆虫是地球上数量最庞大的一类生物,拥有多样化的物种和生态功能。

它们在生态系统中扮演着重要的角色,同时也给人类带来了巨大的经济价值和应用。

本文将探讨昆虫的重要经济价值和它们在农业、生物控制、食品和医药等领域的应用。

一、昆虫在农业中的经济价值和应用在农业生产中,昆虫不仅仅是害虫,也是重要的传粉媒介和自然敌虫。

它们的传粉行为促进了植物繁殖,维持了农作物的产量。

此外,昆虫中的一些种类如蜜蜂还能提供蜂蜜和蜂蜡等副产品。

为了更好地利用昆虫在农业上的价值,人们开展了蜜蜂养殖、番薯蝽和瓜果蔬菜害虫的生物防治等工作。

蜜蜂养殖的发展不仅提供了人们对蜂产品的需求,同时也促进了农作物的产量和质量提升。

此外,利用天敌昆虫来控制害虫,可以避免农药的使用,减少环境污染和人体健康风险。

二、昆虫在生物控制中的经济价值和应用昆虫在生物控制中发挥了重要的作用。

通过引入和放大一些天敌昆虫,如寄生性和食肉性昆虫,可以有效地控制农作物和林木上的害虫,减少农药的使用。

这种生物控制方法不仅减轻了农民的经济负担,还对生态环境起到了保护作用。

另外,昆虫在害虫监测和评估方面也有重要应用。

通过监测和评估害虫数量和种类的变化,科学家们可以及时采取相应措施进行防治,从而减少农作物的损失和经济上的损失。

三、昆虫在食品领域的经济价值和应用昆虫不仅可以被当作食品来源,还可以提取其中的一些化学成分用于食品添加剂的生产。

在一些亚洲和非洲国家,昆虫被广泛用作食材,如蚕蛹、蝗虫和蚂蚱等。

昆虫的高蛋白、低脂肪的特点使其在营养和健康方面具备潜力和竞争力。

此外,昆虫也被用于生产食品添加剂,如色素、调味剂和防腐剂等。

其中,一些昆虫产生的色素被用于食品制造中增色的目的,如蜜蜂和柑橘壳提取的色素。

四、昆虫在医药领域的经济价值和应用昆虫在医药领域有多种应用,包括草药提取、药物研发和药物传递等。

一些昆虫中含有丰富的药用成分,可以被用于中药的制备。

此外,昆虫也是新药研发的重要来源和研究对象,例如,蜘蛛毒液和蚂蚁产生的物质在癌症治疗上具有潜力。

昆虫的仿生学应用如何将昆虫的特征应用到科技中

昆虫的仿生学应用如何将昆虫的特征应用到科技中昆虫作为地球上最为成功的生物之一,拥有各种独特的适应能力和优秀的生存技巧。

在科技领域,人们发现了许多昆虫特征的应用潜力,并将其运用到各种科技创新中。

本文将探讨昆虫的仿生学应用如何将昆虫的特征应用到科技中,从而实现技术发展的突破。

1. 昆虫的轻巧结构与材料应用昆虫体型轻巧,结构紧凑,但能够承受较大的冲击力。

这得益于昆虫体内的特殊结构和材料。

科学家们从昆虫身上借鉴到了轻巧结构与材料的应用。

例如,基于蚁群行为的算法理论成为了优化问题求解的重要手段之一。

蚂蚁的生活方式和协作行为启发了人们设计出高效的蚁群算法,来解决诸如资源调度、路径规划等实际问题。

这种仿生学应用在物流、交通等领域中取得了显著的成效。

2. 昆虫的视觉系统应用昆虫拥有出色的视觉系统,能够感知复杂的环境和运动。

这种视觉系统的应用在机器视觉和无人机技术等领域具有广泛的应用前景。

以果蝇为例,果蝇的复眼结构启发了人们设计出高分辨率的显微镜。

科学家们利用果蝇复杂的眼睛结构,开发了一种创新的显微镜成像系统,能够实现亚细胞级别的生物成像。

这种显微镜系统在生物医学研究中发挥重要作用,为科学家们提供了研究细胞结构和功能的新途径。

3. 昆虫的运动方式应用昆虫擅长各种灵活的运动方式,包括飞行、跳跃等。

这种灵活的运动方式的仿生学应用对于机器人技术的发展至关重要。

飞行是昆虫最为出色的运动方式之一。

以蜜蜂为例,蜜蜂的飞行方式启发了人们设计出高效的无人机。

科学家们借鉴蜜蜂的翅膀结构和飞行姿态,开发出具有优异机动性能的微型飞行器。

这种仿生学应用在军事侦察、灾害救援等领域具有广阔的应用前景。

4. 昆虫的能源利用应用昆虫在能源利用方面具有独特的策略,特别是昆虫的新陈代谢适应性能力。

这种能源利用的特点揭示了一些潜在的节能技术。

以蜜蜂为例,蜜蜂在繁忙的花粉采集过程中能够高效地利用能量。

这一观察启发了科学家们研究出节能型机器人的新方法。

通过借鉴蜜蜂的能源利用策略,人们开发出了能够高效利用能源的机器人系统,为节约能源和环境保护做出了贡献。

昆虫生态农学学习昆虫在农业生产中的应用

昆虫生态农学学习昆虫在农业生产中的应用昆虫是地球上数量最多、种类最丰富的一类生物,其在农业生产中的应用不容忽视。

随着人们对环境友好型农业的追求,昆虫生态农学作为一种新兴农业模式受到越来越多人的关注。

本文将介绍昆虫在农业生产中的应用及其对农业发展的促进作用。

一、天敌昆虫的应用1. 生物防治天敌昆虫是指以害虫昆虫为食的昆虫,如蜓虎、蚂蚁、寄蝇等。

它们在农业生产中作为天敌,通过捕食害虫来控制其数量,起到生物防治的作用。

通过利用天敌昆虫可以减少农药的使用,保护生态环境,提高农产品的质量和安全性。

2. 昆虫拟态昆虫拟态是指某些种类的昆虫通过模仿害虫的外形、气味等特征,以迷惑和吓跑害虫,从而起到保护作物的作用。

例如,某些植食性天敌会模仿害虫的外形,使得害虫误认为它们是自己的同伴,从而防止害虫对作物的破坏。

二、传粉昆虫的应用1. 提高作物产量传粉昆虫是指帮助作物进行传粉的昆虫,如蜜蜂、蝴蝶等。

它们在农业生产中起到传播花粉的作用,促进植物的繁殖和繁殖质量。

通过合理利用传粉昆虫,可以提高作物的产量,改善作物的品质。

2. 保护生态平衡由于传粉昆虫在农业生产中的重要作用,保护其生态环境和数量对维护生态平衡至关重要。

农民和农业生产者应该采取措施保护传粉昆虫的栖息地,避免对其造成威胁和破坏,以保障农业生产的可持续发展。

三、昆虫肥料的应用1. 昆虫粪肥昆虫粪肥是指经过昆虫消化后排泄的粪便,其中富含多种有机物质和微量元素。

昆虫粪肥能够改善土壤结构,增加土壤肥力,提高农作物的产量和品质。

农民可以利用昆虫粪肥来替代化学肥料,减少对化学肥料的依赖,使农产品更加环保健康。

2. 昆虫固氮昆虫除了能够提供有机物质外,还能通过共生菌等方式固氮,将大气中的氮转化为可被作物吸收利用的形式。

这种昆虫固氮的过程有助于提高土壤中氮素的含量,减少化学肥料的使用,降低农业对环境的污染。

综上所述,昆虫在农业生产中具有重要的应用价值。

通过合理利用天敌昆虫、传粉昆虫和昆虫肥料,可以实现对害虫的生物防治、作物的传粉和土壤的改良等功能,促进农业发展,实现农业的可持续性。

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昆虫资源在工业上的应用摘要摘要摘要摘要::::从仿生学,昆虫的形态构造与行为在科学技术和工业上的应用和为工业提供原料的昆虫等方面综述了昆虫资源在工业上的开发与应用的研究进展。

关键词:仿生学、原料、昆虫资源、开发、利用正文正文正文正文::::昆虫是地球上动物中最为丰富和多样化的种类,它既能给人类带来巨大的威胁, 成为我们生存的竞争对手, 如为害作物和建筑以及传播疾病的害虫;又能给人类带来显著的利益, 如蜜蜂、家蚕等益虫, 成为我们生活的一部分。

在数千年前我们的祖宗就认识到这一点, 开始养蚕植桑、防治虫害, 在科学发达的今天, 我们更应当了解昆虫对人类衣食住行的影响, 知道昆虫科技与产业发展的密切联系【9】。

昆虫是地球上生物量最大的生物类群,也是目前最大的未被充分利用的宝贵资源。

其虫体本身开发产物可广泛应用于机械、电子、军工、日用化工、食品、饲料、医药、造纸、农业等行业。

目前,世界各国的昆虫资源的利用范围仅局限于虫体、虫产品和虫行为等几个方面。

虫体即昆虫身体物质的利用,如昆虫体表的几丁质,体内的蛋白质,含有二十多种氨基酸,还有丰富的酯肪、抗生素和激素等。

虫产品是昆虫的代谢产物,如蜂蜜、蜂蜡、蜂毒、紫胶、虫白蜡、五倍子、蚕丝及昆虫色素等,这些昆虫产品具有极高的利益价值。

昆虫行为主要利用昆虫的生物学及生态学特性,如授粉昆虫、天敌昆虫、环境保护昆虫的利用。

而在工业上昆虫在工业资源方面的价值十分可观,而随着人类社会的进步和科学事业的发达,人们对昆虫的研究与认识,也愈来愈深人.变野生为家养、变害为益的实例也越来越多,而通过仿生技术也为人类创造出更多的技术,所以对于昆虫资源的开发与利用,将是一个永恒的课题【6】。

一一一一::::昆虫仿生学在科学技术和工业上的应用仿生学在科学技术和工业上的应用仿生学在科学技术和工业上的应用仿生学在科学技术和工业上的应用::::仿生学是近几十年来发展起来的属于生物学与技术科学之间的一门边缘学科。

其英文为bionics,来自于希腊文bion, 意指生命。

J·E 斯蒂尔博士提出仿生学定义——仿生学是模仿生物系统的原理来建造技术系统, 或者使人造技术系统具有或类似于生物系统特征,其研究范围为机械仿生、物理仿生、化学仿生、人体仿生、智能仿生等。

而在机械仿生中还分为结构仿生、功能仿生和形态仿生【13】。

1....仿生学与工业设计仿生学与工业设计仿生学与工业设计仿生学与工业设计::::随着人们对生物的进一步研究, 仿生学获得了迅速的发展。

利用仿生学原理来指导工业设计成为工业设计中的一个重要分支——仿生设计。

作为工业设计创新设计方法之一的仿生设计学综合仿生学等许多相关学科的概念和研究成果, 以工业设计的专业知识和技能为基础, 以工业设计创新思想和观念为指导, 是工业设计创建人与自然和谐关系, 改进人类生活方式的一个重要途径和研究方向。

它可分为形态仿生设计学、功能仿生设计学、感觉器官的仿生学和结构仿生设计学。

1.1 形态仿生设计学形态仿生设计学形态仿生设计学形态仿生设计学形态仿生设计学研究的是生物体(包括动物、植物、微生物、人类)和自然界物质存在(如日、月、风、云、山、川、雷、电等)的外部形态及其象征寓意,以及如何通过相应的艺术处理手法将之应用于设计之中。

昆虫形态千差万别,形态仿生是早期仿生的主要内容,主要应用于军事和航空航天领域,如: 模仿蝴蝶色彩和花纹的军事伪装设施;模仿蜻蜒翅膀上的翅痣在飞机的两翼加上平衡重锤,解决飞机因高速飞行而引起振动的棘手问题;模仿蝴蝶翅面上的鳞片随阳光照射方向自动变换角度而调节体温的原理,成功实现对人造卫星由于位置不断化而引起温度骤然变化的控制【3】。

另外,一些昆虫巢穴的形态结构也是仿生研究的内容。

在一些大型建筑中,经常模仿蜜蜂巢穴的六角形的架构设计,使建筑物具有高强度力学支撑结构,既坚固、美观,又节省建材。

1.2 功能功能功能功能和结构和结构和结构和结构仿生设计学仿生设计学仿生设计学仿生设计学功能仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的功能和内部结构原理, 并用这些原理去改进现有的或建造新的技术系统, 以促进产品的更新换代或新产品的开发【13】,适用于产品设计和建筑设计。

飞机的原型是空中飞行的鸟类,而超音速飞机高速飞行时,机翼会产生有害的振动,有时甚至会折断机翼。

科学家通过研究发现在蜻蜒翅膀末端前缘上有一较厚的翅痣区,正是这较厚的翅痣区,承受着蜻蜒翅膀高频率的振动【7】。

在此启发下,设计者最后在机翼前缘的远端设置了一个加强装置并有效地解决了这一难题。

而国际市场上鳄鱼皮、蛇皮、玳瑁壳制造的拎包、皮夹、皮带等产品很畅销,但价格十分昂贵,而且受到动物保护法律的限制,不可多得。

设计者根据这些动物的表皮特征和质感,发明了表面镀饰新工艺,使产品酷似天然,美观而又价廉。

该项技术是先用塑料覆盖于真皮上印出具有天然质感的纹理,在其上喷涂银浆使其能导电,然后用适当的电镀液进行电铸,得到坚硬的“电铸膜”。

在电铸膜上镀上一层薄金,就成为压铸人造纹理的模具。

有了模具,就可大批量生产人造皮革,满足了人们对真皮的心理。

1.3 感觉器官仿生感觉器官仿生感觉器官仿生感觉器官仿生学学学学感觉器官仿生学是通过对昆虫的感觉器官的仿制有效的解决人类所遇到的问题和设计新的产品【2】。

昆虫复眼有极高的时间分辨率,仿其制造的雷达提高了对飞行器的测量;人们称鹰眼为“神目”,其视网膜上的感光细胞对亮度、边缘、方向以及运动有特殊的敏感,美国E-2型鹰眼预警机安装了仿鹰眼雷达系统,提高了探测能力;利用航天技术,科学家研发出超精细人造陶质光感受细胞,直径2mm的微芯片可被植入人的视网膜内,极大地改善视觉残疾人的视力。

种种案例表明,人类已经通过对感觉器官的仿生制造了新的产品和武器。

二二二二::::昆虫为重要的工业原料昆虫为重要的工业原料昆虫为重要的工业原料昆虫为重要的工业原料工业原料昆虫是开发应用最早的传统资源昆虫,包括蚕、蜜蜂、白蜡虫、紫胶虫、五倍子蚜等。

目前,世界上有50 多个国家饲养家蚕,年产茧量70 多万t【12】。

除传统应用外,蚕丝蛋白也是目前研究的热点,其在化妆品、医药、固定化酶载体材料、食品、再生丝和涂膜化纤表面等方面都有应用。

紫胶虫属同翅目胶蚁科, 其体壁上有胶腺可泌胶、蜡腺可泌蜡【9】。

紫胶树脂是紫胶虫的主要产物, 它具有防潮、防水、防锈、防腐、防紫外线、绝缘、粘合力强、易干、耐酸、耐油、可塑性强、表面光洁、弹性好、化学性质稳定、对人无毒副作用等优良性能, 广泛应用于国防、民用涂料、绝缘、粘结剂和油墨工业等方面。

常用的紫胶主要靠雌虫分泌, 由于紫胶虫生长的好坏和紫胶的产量与虫种和寄主植物的种类密切相关。

而白蜡虫属同翅目蜡蚁科的一种微小昆虫, 在女贞、白蜡树等植物上寄生, 其雄虫在生长过程中分泌出的蜡质, 称虫白蜡【9】。

目前虫白蜡是军事工业和电子工业的重要原料, 也是我国传统出口商品, 供不应求。

军工、精密仪器生产中, 白蜡可避免气泡的产生, 还可防锈、防潮、润滑。

白蜡还可增加光亮度, 用于纺织、造纸、装饰等。

白蜡主产于中国,目前我国年生产潜力在1 000 t 以上,年产值8 000 万元左右。

此外,五倍子蚜形成的五倍子广泛应用于医药、纺织、印染、矿冶、化工、机械、国防、轻工、食品等行业,我国目前产量为每年4 000~5 000 t ,年产值在亿元以上【4】。

近年来,随着昆虫工业的兴起,昆虫资源以广泛在工业中利用,除了传统的医药、纺织、印染、矿冶等行业,在化工业和食品工业上也取得不少的成就。

比如干扰素的大量生产,最近东R E公司正进行研究开发的方法是作为宿主来说并不是大鼠或者大肠杆菌而是利用昆虫中的蚕【8】。

目前,从某些昆虫中提取的化学成分,即可以生产昆虫生产调节剂(可能取代杀虫剂)【11】,也在化妆品中广泛应用,主要包括如下几类物质:(1)油性原料,主要是蜂蜡,也称白蜡、黄蜡或蜜蜡,是一类采自蜂巢的蜡类物质;白蜡,也称中国蜡、虫蜡或川蜡,由白蜡虫分泌于所寄生的女贞或白蜡树枝上形成的蜡质。

(2)保湿性原料,主要有从昆虫体内提取的透明质酸和粘多糖等化学成分。

(3)色素类原料,目前只有从胭脂虫中提取的胭脂红一种色素原料。

(4)粉剂原料,从家蚕等吐丝类昆虫中提取、制成的丝粉性原料。

(5)粘稠剂,主要是紫胶虫分泌形成的紫胶和虫胶两种原料。

(6)特效添加剂,有蜂胶、丝肽以及甲壳素和其衍生物质等原料【15】。

此外,作为食品添加剂, 天然食用色素市场潜力巨大,研究、开发、生产、应用天然色素是世界的大趋势。

我国无胭脂虫分布与胭脂虫红的加工, 每年需花大量外汇进口胭脂虫红以用于医药、食品等行业【14】。

而甲壳素(广泛存在于虾壳、蟹壳、昆虫外壳、真菌和藻类等细胞壁中,是一种天然高分子的多糖化合物【1】)和壳聚糖由于其天然无毒和在许多领域的广泛用途,已引起许多国家的重视,现已成为最热门的研究领域之一,在日本,平均每3d 就申请1 项有关甲壳素和壳聚糖的专利。

目前甲壳素已被欧美学术界称其为六大生命元素之一(蛋白质、脂类、糖类、维生素、矿质元素、甲壳素)。

目前我国壳聚糖的年产量为200t,远不能满足市场需要。

昆虫具有种类多、生物量大、繁殖速度快、富含甲壳素资源等优点,因而具有良好的资源潜力和开发优势,昆虫壳聚糖类功能食品的开发无疑也具有广阔的前景。

另外,昆虫甲壳素的产业化也将对整个昆虫资源的产业化起到一定的促进作用。

结语结语结语结语::::昆虫是地球上动物中最为丰富和多样化的种类,它既能给人类带来巨大的威胁, 成为我们生存的竞争对手, 如为害作物和建筑以及传播疾病的害虫,又能给人类带来显著的利益, 如蜜蜂、家蚕等益虫, 成为我们生活的一部分。

在数千年前我们的祖宗就认识到这一点, 开始养蚕植桑、防治虫害, 在科学发达的今天, 我们更应当了解昆虫对人类衣食住行的影响, 知道昆虫科技与产业发展的密切联系。

而我国拥有丰富的昆虫资源,目前从事昆虫资源开发与利用研究的单位大多是从事昆虫学研究的单位,但从事昆虫学研究的科研工作者可能在食品科学、营养科学、药理学、应用生物技术、市场经济学、管理学等方面有所不足,因而单靠昆虫学家的努力是不够的。

昆虫资源的开发及其产业化是一项庞大而艰苦的工程,需要多学科联合开发和研究。

参考文献参考文献参考文献参考文献::::【【【【1】】】】郑铁生,辛淮生,卞爱民,王亚娜,宗爱萍地产龙虾壳甲壳素的提取和壳聚糖的制备江苏大学医学技术学院、江苏大学药学院、镇江科力生物技术有限公司【【【【2】】】】孙久荣、戴振东仿生学的现状和未来2007年四月【【【【3】】】】陈为工业设计中仿生设计的应用2003年12月【【【【4】】】】朱巽、闵文艳湖南工业原料资源昆虫调查2006年8月【【【【5】】】】刘高强章克昌几种昆虫水提和醇提物对灵芝深层发酵生产多糖的影响2006年【【【【6】】】】张汉光几种重要的工业资源昆虫【【【【7】】】】伍一军、陈瑞、李薇昆虫仿生【【【【8】】】】狄之野昆虫工业的兴起【【【【9】】】】王深柱昆虫科技与产业发展【【【【10】】】】刘高强、王晓玲昆虫壳聚糖在食品工业中的开发应用【【【【11】】】】刘长今昆虫生长调节剂的开发现状与发展趋势【【【【12】】】】刘高强、魏美才昆虫资源开发与利用的新进展2008年【【【【13】】】】张崟浅谈仿生学在工业设计中的应用2008年3月【【【【14】】】】李志国, 赵杰军, 张建云, 杨时宇胭脂虫与胭脂虫色素的利用2007年7月27日【【【【15】】】】马玉垄、李玲资源昆虫的化学物质成分在化妆品中的应用及其发展前景2001年6月29日。

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