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藏文科普 | 爬行动物仿生秀

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2024-11-24 06:20

撰文 / Mr.Frog

本文来自《知识就是力量》杂志

飞檐走壁的秘密

飞檐走壁小精灵—壁虎

飞檐走壁是许多动物与生俱来的能力，壁虎则是爬壁能力极为突出的动物之一。壁虎的脚趾能与固体表面快速黏附或去黏附，因而能在与地面近乎垂直或平行的表面（倒挂着）快速移动。

最开始，人们认为壁虎能飞檐走壁是因为脚下有吸盘，其实，其趾端膨大的足垫并不是吸盘。真正起作用的，是壁虎足垫和脚趾下鳞上密布的一排排成束的微绒毛，它们如同一只只弯形的小钩，能够轻而易举地抓住物体；微绒毛顶端腺体的分泌物，也能增强它的吸附力。

仿生壁虎机器人

壁虎外周神经对脚掌的运动控制采用独立模式，控制策略简单有效，脚底对接触力及方向有明确感受，这对仿生壁虎机器人的控制设计很有启发。其脚趾表面精妙的黏附结构，为人类研制仿生干性黏附阵列材料和研发新型爬壁机器人提供了重要线索。南京航空航天大学的戴振东教授模仿壁虎脚趾结构与动作，设计了可以在天花板上爬行，并具有一定越障能力的爬壁机器人，有望在不久的将来应用于航空航天等重大领域。

五彩斑斓的变色世界

“伪装高手”——变色龙

变色龙的种类很多，约有160种，主要分布在非洲。雄性变色龙会将暗黑的保护色变成明亮的颜色，以警告其他变色龙离开自己的领地；有些变色龙还会将平静时的绿色变成红色来威胁敌人。

在自然界中，变色龙是当之无愧的“伪装高手”，它可以一动不动地将自己融入周围的环境之中。为了逃避天敌和接近猎物，一些昆虫和青蛙的皮肤也会改变颜色，使之与周围环境相一致，但这需要一段时间才能完成，而变色龙如同耍魔术一般瞬间即变。

多彩的变色涂料

人类的许多发明与创造都来自动物体形和行为活动的启发，变色镜就是受变色龙的启发设计的。

科学家们探索出了一种可以随光线强度和温度的不同而改变颜色的涂料，尤其是纳米材料问世后，变色手段如虎添翼，更加丰富多彩。当把这些涂料涂在玻璃上时，就制成了风靡世界的变色镜。各式各样的变色镜不仅美观，而且可减少光线对眼睛的刺激，对眼睛起到保护作用。不仅如此，人们还把变色涂料用在衣料、墙面、餐具等物体上，使其在不同温度和光照下，呈现出各种不同的美丽色彩，从而把人类生活的环境美化得五彩缤纷、艳丽夺目。另外一个仿生学应用是士兵自变色迷彩服，不过现在还是概念设计，因为很多技术还不成熟。

人类的变色发明虽来自变色龙的启发，但变色的手段和花样都远远超过了它，正是“青出于蓝而胜于蓝”。

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