未来的仿生材料和传感器<%=id%>

研究人员正在发掘数百万年以来生物的进化经验来发展下一代材料。仿生学研究的一个主要领域是开发替代人体器官的部件，另一些科学家则致力于推进仿生传感器、结构材料和功能器件的研究。仿生学研究是一项跨学科的研究，涉及物理、化学和生物等基础科学领域以及材料科学、电气工程计算机科学等具体学科。科研人员研究仿生结构材料，正在考察贝壳以及人体的某些部件，如骨头、牙齿和软骨。通过研究人体如何建造这些无机/有机的复合部件，研究人员久将制造出类似的重量轻、强度大和灵活性强非生物复合材料。生物结构的另一个关键特点是生理系统缺乏类似螺钉或铰接的接头。从一种材料向另一种材料的变化（如从骨头到软骨）通常是在一个渐变的界面中发生。模仿这种技术连接两种不同的材料可避免界面点出现高就在力，降低连接处的易损性。在非人体结构范畴内，科研人员研究蜘蛛网的放射状丝的特别坚韧性。未来有可能利用细菌大量克隆蜘蛛丝。美国国防高级研究计划局在研究材料的动态弹性，如海参中纤维状物质的交叉连接。这些海洋无脊椎动物可迅速地伸长4倍，科学家计划研究这个过程，并把它应用于材料中。生物结构的功能是综合性的，科研人员研究仿生传感器，仿生综合系统的表面将装备大量的传感器，用感知周围的环境。科研人员研究一种名为Melanophila的甲虫，它能遥感50千米以外森林火灾引起的红外辐射。这种甲虫会群聚在森林火灾附近，在树皮内侧产卵。研究人员现，这种甲虫具有一种独特的结构，帮助它们探测红外辐射。这种甲虫翅膀下的碟式结构包含70个很小的洋葱状结构，能起到红外传感器的作用。科研人员复制和改进这种天然的压电晶体传感器结构，以便制造出一种无需专门冷却、却可室温下工作的红外探测器。科研人器在研究变色传感器，化学和生物战可能是这种传感器的主要应用领域，它在出现生物攻击时可瞬时识别可疑病原体，食品工业也可利用它来监视变质和污染的食品。此外，还可在食品包装袋上附上这样的传感器，顾客可根据颜色的变化判断食品否变质将仿生结构材料和仿生传感器方面的研究进展同仿生功能相结合，将研制出可模拟动物行为的新器件。研究动物的运动使研制像蟑螂那样行走的机器人成可能。这些机器蟑螂有很广泛的应用，从商用、战场到探索地球以外的天体。尽管科研人员已取得许多可喜的进展，但就仿生学整体而言，人类才刚刚起步。

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