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6 从萤火虫到人工冷光
自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了 。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼 。那么,有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然 。
在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光” 。
在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类 。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同 。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高 。因此,生物光是一种人类理想的光 。
科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部 。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成 。发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质 。在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光 。萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程 。
早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化 。近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,又用化学方法人工合成了荧光素 。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯 。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作 。
现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用 。
参考资料:
回答者: warren789 - 初入江湖 三级3-3 20:53
屁步甲炮虫自卫时,可喷射出具有恶臭的高温液体“炮弹”,以迷惑、刺激和惊吓敌害 。科学家将其解剖后发现甲虫体内有3个小室,分别储有二元酚溶液、双氧水和生物酶 。二元酚和双氧水流到第三小室与生物酶混合发生化学反应,瞬间就成为100℃的毒液,并迅速射出 。这种原理目前已应用于军事技术中 。二战期间,德国纳粹为了战争的需要,据此机理制造出了一种功率极大且性能安全可靠的新型发动机,安装在飞航式导弹上,使之飞行速度加快,安全稳定,命中率提高,英国伦敦在受其轰炸时损失惨重 。美国军事专家受甲虫喷射原理的启发研制出了先进的二元化武器 。这种武器将两种或多种能产生毒剂的化学物质分装在两个隔开的容器中,炮弹发射后隔膜破裂,两种毒剂中间体在弹体飞行的8—10秒内混合并发生反应,在到达目标的瞬间生成致命的毒剂以杀伤敌人 。它们易于生产、储存、运输,安全且不易失效 。萤火虫可将化学能直接转变成光能,且转化效率达100%,而普通电灯的发光效率只有6% 。人们模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍,大大节约了能量 。另外,根据甲虫的视动反应机制研制成功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中 。
回答者: 543337137 - 试用期 一级3-4 19:04
苍蝇与蝇眼照相机
苍蝇的复眼呈蜂窝状结构,一只复眼大约有3 000只小眼,它们聚集在一起,反应迅速,而且成像十分清晰 。受蝇眼的独特结构的启发,科学家研制出了“蝇眼照相机” 。用它能一次性拍摄1 329张照片 。这种照相机主要用于大量复制电子计算机的精细线路 。
蝴蝶与卫星温控系统
当人造地球卫星受到阳光的强烈照射时,其温度会达到220摄氏度,而在太阳照射不到的地方,卫星的温度又可能会下降到零下220摄氏度左右 。如果没有好的温度控制系统,卫星上的各种精密仪器一定会被损坏 。