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鸡蛋壳和安全帽属于仿生学吗,谁是汉朝首席科学家,2000年前发明“时钟”天文学领先时代1500年?_百度...

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一、鸡蛋壳和安全帽属于仿生学吗

鸡蛋壳和安全帽的设计灵感来源于仿生学。仿生学是指科学家通过对生物的仔细观察和研究,模仿生物的某些结构和功能来发明创造各种仪器设备。例如,模仿萤火虫的发光原理制造了冷光灯;模仿蝙蝠的回声定位发明了雷达;模仿乌龟的背甲制造了薄壳建筑;模仿啄木鸟的减震防震特点设计了头盔和安全帽;模仿蜻蜓制造了直升机。因此,鸡蛋壳和安全帽确实属于仿生学的应用。

二、蛋壳是怎样做到既保护小鸡又能让小鸡轻松破壳而出的呢?

你是不是觉得蛋壳很脆弱,轻轻一敲就碎掉了。但是对于还未孵化的小鸡来说,蛋壳是再坚固不过的东西,它保护着小鸡直到小鸡破壳而出。

但是不知道你想过没有,蛋壳其实是很神奇的东西,它一边在保护小鸡,一边又得保证小鸡可以破壳而出,而不至于被困在里面,它怎么会把这个度把握的这么好呢?

科学家最近刚刚发现,蛋壳成功的秘诀在于其复杂的纳米结构,以及在鸡蛋孵化时结构的变化。

从质量上讲,鸡蛋壳的95%都是碳酸钙。有一个实验,把鸡蛋壳溶于醋中,碳酸钙与醋反应被中和掉了,鸡蛋壳消失,鸡蛋只剩下里面一层薄膜。

但是剩下的5%中还含有数百种不同的蛋白质,这些蛋白质会影响碳酸钙晶体化。

3月30日,研究人员在《科学进展》杂志上发表论文指出,矿物晶体与蛋白质之间的相互作用产生了最初具备抗裂特性的蛋壳,它会随着时间的推移进行纳米级的调整,最终让小鸡能够将之啄破,破壳而出。

蛋壳很聪明有木有,开始的时候长的很结实,保护里面的小鸡。然后随着时间的推移改变纳米结构,让蛋壳易破,这样小鸡便可轻松啄壳而出了。

研究人员用一束离子切割了鸡蛋壳薄薄的横切面。然后他们用电子显微镜和其他高分辨率成像技术进行分析。

研究人员发现,这里面蛋白质扮演着重要作用,因为它会破坏碳酸钙的结晶。

研究员选取了破壳的蛋壳,然后在高分辨率下观察,发现在低分辨率下看起来整齐排列的晶体实际上是一种更加分散的混杂物。

打个形象的比方,鸡蛋壳的结构就像一堵墙,有的地方密度大结实,有些地方疏松所以易碎,那么肯定是疏松的地方容易形成裂痕。蛋壳也一样,它的裂纹必须在杂乱的晶体中以锯齿形裂开。

为了验证这个结论,科学家在实验室进行模拟实验,他们提取了蛋壳中的关键蛋白质骨桥蛋白,并将其添加到碳酸钙中,结果产生了类似于蛋壳中所见的晶体。

麦吉尔大学的生物矿化研究人员马克麦基(MarkMcGee)及其同事发现,蛋壳的纳米结构的形成要归功于这个蛋白质。

该团队还发现,虽然蛋壳只有三分之一毫米厚,但是还要分出里层和外层!里层骨桥蛋白相对较少,会形成疏松的纳米结构,这部分主要是滋养小鸡的地方。

而外层骨桥蛋白就多了,因为需要形成更加密实的纳米结构,让蛋壳坚固起来,这样才可以做小鸡的盾牌。

随着壳内小鸡越长越大,壳的内层会通过化学反应溶解,释放出钙让小鸡吸收以发育骨骼。

他们将孵化15天的受精卵与未受精卵进行比较。随着时间的推进,受精卵中的内壳逐渐变小,但未受精卵没有变化。

?1?3这种变化使得蛋壳内部变得坑洼,并且延伸出更多的表面区域。研究人员认为,这为溶解化学反应提供了更多的空间。

这种反应也会使整个蛋壳变薄,从而使孵化过程中的雏鸡更容易从内部破壳而出。

研究人员透露,这些发现成像技术帮了不少忙,技术的进步让科学家们有机会去探究这些细小的存在。这项新研究可以为设计具有特定性质的新型材料提供更多的灵感。

三、谁是汉朝首席科学家,2000年前发明“时钟”天文学领先时代1500年?_百度...

科学家用鸡蛋壳发明了什么

华夏文明在5000年的时间长河中诞生了无数王侯将相,他们或是开疆扩土,或是文章风流,都在历史上留下了浓重的一笔,在这些王侯将相中却有一个“奇葩”。

他不爱文治武功,只爱科学。他在世的61年中,不但发明了世界上第一座“机械时钟”,还在天文、地理、数学、文学、机械、绘画、思想等方面成就非凡,他的成就完全可以称为“汉朝首席科学家”他就是:张衡

2000年前的机械时钟

《晋书·天文》以漏水转之于殿上室内。星中出没,与天相应。因其关戾,又转瑞轮冥荚于阶下,随月虚盈,依历开落。

传说在帝尧时期,有一种草,每月前15天每日长一片叶子,每月后15天每日落一片叶子,帝尧给这种草起名:“蓂荚”,意思是可以可以观测时间的草。

张衡依据这个传说制作了一个机械的“蓂荚”这个机械“蓂荚”以水为动力带动15个齿轮,让15片“蓂荚叶”随着月亮的盈缩起落。这个“蓂荚”除了动力方式与表现形式外完全与今天的钟表相同,要知道米兰在1335年在意大利才制作出欧洲第一个机械打点钟。张衡这一发明基本可以定义为古代的时钟。

天文学成就领先时代1500年

《浑仪注》:“浑天如鸡子。天体圆如弹丸,地如鸡子中黄,孤居于天内,天大而地小。天表里有水,天之包地,犹壳之裹黄。

张衡根据星辰的变化规律提出“浑天说”,他认为天地犹如鸡蛋,天像鸡蛋壳包裹在在像蛋黄一样的地外面,而天上的星辰则镶嵌在一个更大的“天球”之上,这个天球会根据时间变化沿着固定的轨迹运动,人类观测到的星辰运动就是这么产生的。

这与现代天文学的“球面天文学”几乎一致,球面天文学脱胎于欧洲16世纪产生“天球说”,张衡的浑天说整整比它早了1500多年。

接受过9年义务教育的人都知道张衡发明了浑天仪,但很少有人知道浑天仪到底是做什么的。其实浑天仪是张衡根据“浑天说”发明的浑仪与浑象两者的合称。

浑仪其实是一种观测仪器,通过窥管、黄道环、地平环、子午环、六合仪、白道环、内赤道环、赤经环等部件的配合可以确定星球坐标,勘测星球运行轨迹。

而浑象则顾名思义乃是:浑天之象,也就说它是一个能体现星辰运行规律的仪器,与今天的天球仪十分类似。

但与之不同的是张衡的浑象并不是静止不动的,据史料记载汉顺帝时期,为检验浑象准确度前往查看。只见一个硕大的铜球上刻着密密麻麻的星宿,几道铜弧围绕着在星宿之外,走近观看这些铜弧上标注着赤道,黄道等字样。

再看这个仪器上有两个漏壶上下相连,流下的水推动着大铜球缓慢的转动着,星宿的运转就这样呈现在众人眼前。是夜检查人员把每个时辰的星象与浑仪对比,结果发现分毫不差。

除了浑天仪与水力蓂荚张衡还发明了能连续飞3天的木鸟,可以勘探地震方向的地动仪,很难想象在那个没有各种科学理论的基础下,张衡是如何发明这些神奇的机械的。

在最后我想说:由于中国文化的特性很多历史上优秀的发明都遗失了,于是很多人都认为是史书在骗人,比如说近期被移出教科书的地动仪。

假如浑天仪没有留存下来,谁会相信2000年前的古人竟然能发现星球的运行轨迹,又有谁能想象2000年前竟然就有人掌握了星球坐标测量的技术,假如长城没留存下来,谁会相信一个民族会用2000多年来建造同一个工程。

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科学家用鸡蛋壳发明了什么
发布人:bengfei87 发布时间:2024-08-31

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