上世纪90年代中期,生物学家克雷格·索伯恩和海地电影演员麦克·帕纳证实,将攻击性极强的灰鲭鲨命名为“海洋飞毛腿”很贴切。研究人员设计了一个简单的实验,来测算这种鲨鱼游泳的速度:在新西兰水域发现一只小鲨鱼后,他们在一艘船上绑上一个水下摄像机,然后让鲨鱼尾随船游动。几秒钟后,索波恩和帕纳惊喜地看到鲨鱼这时如何扑向猎物,是如何在不足2秒钟内前进了30米。鲨鱼比大部分潜艇的速度要快得多。如此高的速度是如何实现的,是鲨鱼粗糙的皮肤能够减少水的摩擦吗?我们知道的是,灰鲭鲨生来就是游泳健将。
进化使生物具备的功能超越了任何机器。更有趣的是,一些动物与生俱来的条件似乎并没有特殊的用途,但它们却能提高某些功能。而这些生物采用的“材料”比工业使用的材料更简单,数量也更多。这些因素就是仿生学这个复杂学科的基本原则。实际上,仿生学的概念是极其古老的,中国人早在3000年前就开始研究桑蚕是如何生产珍贵丝线的。
但是,生物材料的结构为什么优于合成材料呢?马德里大学材料科学教授古斯塔夫·吉内亚解释说,人们都知道,贻贝的壳很难被打破,大理石雕成的贝壳同样坚固吗?当然不是,可能轻轻一敲就能将其击得粉碎。两者的差别不在它们的成分,其强度都比碳酸钙高96%,而在它们的结构:大理石是粉状结构,而贻贝的结构就好像一堵砖墙。
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