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奇妙的自然世界经历了惊人的演变。 许多类型的物体都具有人类可以学习和应用的能力来完美解决现实生活中的问题。

1.从翠鸟嘴到新干线子弹头列车（日本）

新干线500型动车组首次启动时，在高速驶出隧道时，产生巨大的气压波，引起巨大的爆炸声，噪音很大，不舒服，给周围社区带来不安全感。 因此，工程师的任务是在不改变火车速度和效率的情况下解决这个问题。 没想到，解药竟然来自……翠鸟的嘴。

据总工程师Eiji Nakatsu的观察，即使水环境比空气密度大得多，翠鸟也能从空中潜入水中而不会溅起水花。 这种鸟的秘密在于其细长的喙，这使得它能够以最小的干扰切割不同密度的平面。 因此，工程师们基于模拟翠鸟喙的基础上重新设计了船头，解决了船舶出隧道时噪音的技术问题。 据说这种设计改变提高了性能和速度，同时仍然满足噪声标准要求。

2.应用“蜥蜴脚”

据科学家称，蜥蜴可以紧紧地附着在任何表面上，无论是悬挂在天花板上还是光滑的树叶上，这都是一个奇迹。 经过多年的研究，他们发现，由于脚上的微观结构，这种小动物可以在任何表面上支撑其整个身体。 因此，每只蜥蜴的脚趾上都覆盖着数百万根细毛，每根细毛又分叉成数百根更小的毛发。 更神奇的是，蜥蜴可以通过改变脚的角度轻松分离握力，让它们的移动极其灵活和迅速。

利用蜥蜴脚的微观结构，科学家们创造了实验性的“壁虎胶带”，它可以承受巨大的重力而不留下残留物。 “壁虎脚”原理还被应用于开发攀爬机器人，可以检查位置困难的设备或需要临时附着且不留残留物的医疗设备。 最近，研究人员还利用这一原理开发出了可以替代缝线的手术胶带。

3. 鲨鱼独特的皮肤结构：天然屏障防止细菌

受鲨鱼独特皮肤结构的启发，工程师 Anthony Brennan 开发了一种名为 Sharklet 的图案表面，可减少细菌渗透并防止光滑表面粘附高达 85%。 这种图案化的表面被用于医院的手柄、医疗器械和触摸板上，作为对抗细菌的自然方式。

根据研究，鲨鱼的皮肤上覆盖着数百万个看起来像牙齿的 V 形小鳞片，形成粗糙的表面，可以防止细菌、微生物和藻类粘附在上面。 因此，这层皮肤就像天然的屏障一样，打破了细菌和微生物驻留的薄薄的水层，使它们很容易被水冲走。

4.从鲸鱼鳍到风能生产

您是否知道，为了生产即使在非常低的风速下也能利用风力发电的涡轮机，科学家们模拟了鲸鱼鳍、鳍和尾巴的工作原理？ 据观察，座头鲸虽然体型巨大，但却拥有极其快速灵活的游泳能力。 它们甚至可以急转弯或强有力的弓步轻松捕猎猎物。

为了解释这一点，科学家们花费了多年的研究发现，位于鲸鱼鳍前缘的驼峰（也称为粗糙边缘）可以帮助它们控制身体，即使在可能导致失去平衡的加速角度下也是如此。 这一发现之后，鲸鱼鳍、鳍状肢和弯曲尾部的“块状边缘效应”被应用到风力涡轮机上，帮助这些涡轮机运行更平稳，减少结构上的压力，避免风压降低时“失速”。

5、白蚁巢穴的“空调”

许多节能建筑的诞生，标志着白蚁巢神奇结构的灵感转化为生活。 据观察，在非洲干旱稀树草原38℃以上的高温下，白蚁丘的内部温度保持非常稳定，保证了整个白蚁群的增殖和发展。 由于隧道、通风口和烟囱网络有助于通风，它们拥有天然的“空调”。 因此，热空气将通过中央烟囱释放，而较冷的空气将通过塔底部附近的隧道吸入，这些空气已被周围的土壤冷却。

建筑师借鉴白蚁巢结构，设计了许多节能建筑。 例如，津巴布韦哈拉雷的东门中心模拟了白蚁巢结构，以减少对空调的依赖，节省能源，同时仍确保居民稳定、舒适的温度。

6、运用荷叶的自然清洁方法

由于覆盖有一层蜡的疏水性微米和纳米结构，荷叶具有自清洁能力。 因此，当水落在荷叶上时，水会凝结成球形水珠，当这些水滴在荷叶表面滚动时，就会起到冲走污垢和污染物的作用，保持荷叶清洁。 此外，由于这种结构，荷叶还具有抵抗粘附在表面的细菌的能力。

受“荷叶效应”的启发，科学家们开发出了自清洁油漆、玻璃和织物。 因此，他们创造了模拟荷叶超疏水表面的涂层，可以让雨水冲走污垢或使衣服防污，有助于减少刺激性清洁化学品，为环境保护做出贡献。

7. 受蛤蜊启发的胶水

为了制造出可以紧紧粘附在潮湿、粗糙表面上的胶水，科学家们从蛤蜊的结构中学习，这种动物能够紧紧粘附在所有类型的水下表面上。 因此，贻贝的丝线由斑块固定。 通过含有富含多巴（一种在水存在下可以结合的氨基酸）的蛋白质，这些斑块使贻贝能够牢固地粘附在岩石、金属或塑料上。 模拟贻贝的粘附结构，科学家们一直在开发一种可以粘附在水环境中的表面的胶水，可用于修复船舶或用于医疗目的。 例如，可能有用于潮湿内部组织的手术粘合剂或用于医疗植入物和骨修复材料的粘合剂。

8.蝴蝶翅膀经久耐用

通过研究大闪蝶彩虹色的蓝色翅膀，科学家们发现，这些颜色的产生是由于翅膀鳞片上的微观纳米结构有助于控制光线：蓝色波长被增强和反射，而其他波长可以相互抵消，从而产生随视角变化的闪闪发光的颜色。

这为材料领域创造了新的创作灵感源泉。 工程师们正在致力于创造仍能保持持久活力的无色染料、防止伪造的光学安全功能，或无需传统彩色背光即可显示图像的投影屏幕。

9. 章鱼触手和柔性手臂机器人

当机器人首次出现时，其外形往往相当粗糙、笨重，双手僵硬。 然而，受到灵活的章鱼触手的启发，科学家们一直在开发具有柔软手部的机器人，可以握住易碎物体，甚至可以在水下安全操作。

据观察，章鱼拥有极其灵巧的“手”，借助特殊的吸盘帮助它们抓取、探索和感受事物。 这些触手具有复杂的作用机制，使章鱼能够暂时精确地抓住潮湿、粗糙或光滑的表面。 通过研究和学习章鱼的触手机制，科学家们希望能够将这些“触手”应用于为精密制造业生产手术工具、水下工具或机械臂。

10. 变色龙神奇舌头的应用

南佛罗里达大学的科学家通过研究变色龙神奇的舌头发现，由于舌头内的锥形骨周围包裹着肌肉，储存了弹性能量，变色龙可以以每秒 16 英尺 (5 m) 的速度向外伸出舌头。 这种“射舌机制”一直激励着工程师研究医疗工具和机器人技术。 如果成功的话，基于壁虎刀片等快速发射机制的微型装置可以去除脆弱血管中的血凝块。 在机器人和太空中，类似的系统可以帮助收集建筑物倒塌中的碎片或捕获零重力下的物体。