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(二) 功能仿生建材 ①自然界在億萬(wàn)年的演化過(guò)程中孕育了各種各樣的生物.每種生物都擁有神奇的特性和功能.通過(guò)研究.學(xué)習(xí).模仿來(lái)復(fù)制和再造某些生物的特性和功能.將極大的提高人類(lèi)對(duì)自然的適應(yīng)和改造能力.產(chǎn)生巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益.這樣.一門(mén)綜合性的學(xué)科--仿生學(xué)便應(yīng)運(yùn)而生了.現(xiàn)代仿生學(xué)已延伸到很多領(lǐng)域.建材仿生是其應(yīng)用領(lǐng)域之一.而功能仿生建材又是建材仿生的突出代表. ②研制功能仿生建材的目的是使人造的材料具有或能夠部分實(shí)現(xiàn)高級(jí)動(dòng)物豐富的功能.如思維.感知等.也就是說(shuō)能夠研制出智能化材料. ③解剖學(xué)研究表明.動(dòng)物或人的皮是具有多功能結(jié)構(gòu)的典型智能生物材料之一.具有可彎曲變形.調(diào)節(jié)溫度.防水.阻止化學(xué)物質(zhì)和細(xì)菌進(jìn)入及自我修復(fù)等功能的復(fù)雜層狀組織.人們從這里受到了啟發(fā).在一些高層建筑上.應(yīng)用恰當(dāng)?shù)难b飾材料.將風(fēng).光等對(duì)建筑產(chǎn)生負(fù)面影響的能量.轉(zhuǎn)化為高層建筑環(huán)境所需能量的一部分.化害為利.變廢為寶.創(chuàng)造更富有活力的生存與行為環(huán)境.并滿(mǎn)足節(jié)能的要求.如比利時(shí)首都布魯塞爾馬蒂尼大廈的建筑師和工程師.模仿變色蜥蜴的皮膚對(duì)環(huán)境能做出反應(yīng)的特點(diǎn).在建筑界面外裝置一層遮陽(yáng)百葉作雙層皮.通風(fēng)管道置于雙層皮中.夏天可阻擋陽(yáng)光.減少冷氣負(fù)荷.冬天雙層皮又可用作日光采集器.加熱空氣預(yù)熱空調(diào).這樣既達(dá)到了裝飾的目的.又達(dá)到了節(jié)能的目的.建筑物的防水材料一直是個(gè)難題.而人和動(dòng)物的皮膚具有很好的防水性能.汗液可以滲透出來(lái).外面的水卻透不進(jìn)去.這一巧妙功能.促使人們正在探索皮膚微觀結(jié)構(gòu)的奧秘.它將為解決建筑防水問(wèn)題開(kāi)辟新的途徑. ④荷葉出污泥而不染.歷來(lái)為世人所稱(chēng)贊.人們利用這種“荷葉效應(yīng) .研制出各種自潔凈.防污漬材料和涂料.如自潔凈玻璃.還有利用自潔凈技術(shù)生產(chǎn)出的涂層涂覆在水龍頭.門(mén)窗等不會(huì)沾上手印及污漬等. ⑤目前建筑物所使用的承重材料主要是鋼材.木材.石材.混凝土以及鋼材和混凝土的組合材料.這些材料的彈性模量大.即剛度較大.在外力作用下的變形幾乎用肉眼看不出來(lái).多數(shù)材料在接近極限荷載時(shí)發(fā)生突然破壞.使得人們無(wú)法進(jìn)行破壞前的預(yù)防.而生物體的功能之一就是能向外界傳達(dá)自身的異常狀態(tài).例如人體.當(dāng)睡眠不足的時(shí)候.眼睛會(huì)充血,體內(nèi)被病菌感染時(shí).體溫會(huì)上升發(fā)燒等等.這些都是對(duì)自身的異常狀態(tài)向外傳遞信號(hào).具有自我診斷.預(yù)告破壞功能的材料就是在這種思想的啟發(fā)下進(jìn)行研究的. ⑥功能仿生材料更加高級(jí)的功能還有自我調(diào)節(jié)和自我修復(fù)功能.即材料能夠根據(jù)外部荷載的大小.形狀需求等.對(duì)自身的承載能力.變形性能等進(jìn)行自我調(diào)整.符合外部作用的需要.這種性能就是自我調(diào)節(jié)功能.自我修復(fù)功能是指材料本身具有類(lèi)似于自然生物的自我生長(zhǎng).新陳代謝的功能.對(duì)遭受破壞或傷害的部位能夠進(jìn)行自我修復(fù).自愈再生.這樣建筑物的壽命可大大延長(zhǎng).安全性也會(huì)得到很大程度的增強(qiáng). ⑦智能建材的探索和研究雖然還剛剛起步.但是隨著材料科學(xué).電子技術(shù)以及自動(dòng)控制手段的不斷進(jìn)步.必將不斷取得新的進(jìn)展.未來(lái)的建筑及所用的材料將走向智能化. 15.從文中介紹看.功能仿生建材與常規(guī)建材相比.有哪些獨(dú)特的功能? 16.請(qǐng)根據(jù)第①②的說(shuō)明.用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言說(shuō)說(shuō)什么是功能仿生建材? 17.第③段中畫(huà)橫線(xiàn)句中的“這樣 .具體指代什么內(nèi)容?請(qǐng)用文中原句回答. 18.功能偏重建材只是仿生學(xué)運(yùn)用于建材研究與制造的一個(gè)方面.你能根據(jù)自己的理解.認(rèn)識(shí)或借助聯(lián)想和想像.另舉一類(lèi)仿生建材或其他仿生的例子嗎?要求能簡(jiǎn)要敘述出仿生原理.表述力求準(zhǔn)確.完整. 【查看更多】

 

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