源于植物的发明
2009-12-19尚磊
尚 磊
植物虽然默默无语,但它们身上蕴藏着无穷的智慧,我们身边的很多发明都来源于植物。相传木工用的锯子就是鲁班受锯齿草叶子边缘上锋利细齿的启发而发明的。
1948年,瑞士工程师乔治·德·麦斯卓发现了一个有趣的现象,每当他从郊外回来后,常常会发现他的衣服上粘着一些牛蒡的种子。除去这些牛蒡的种子很费事,这引起了他的兴趣。于是,他从衣服上取下一颗牛蒡种子放在放大镜下仔细观察,发现种子上的芒毛有一个个小钩子,正是这些小钩子“抓住”了衣服上的纱线。由此引发灵感,他发明了被称为“魔钩”的尼龙搭扣。
椰子树生长在海边,那巨大的叶片在空中不停地摇摆,遇到飓风和暴雨却很少被折断。原来椰子树的叶片本身较轻,而且结构比较特殊:它的叶面并不是完全平整的,而是凸起、凹下,形成一道道波纹。这种有皱折的叶子与平整的叶子有什么区别呢?科学家用纸做了一个实验:一张纸平展展地搭放在两个相距23cm的酒杯上,跨越酒杯中间地带的那部分纸略微向下弯曲;把这张纸像折扇那样折叠起来,再放回原位,弯曲就不会出现了。不但如此,把一个装了200g酒的酒杯放到原来弯曲处的纸面上,折扇形状的纸仍不弯曲!科学家们计算出,经过这种折叠压模处理的纸比平展的纸能提高强度100倍。1965年,根据这个原理,科学家在法国勃朗峰下的隧道入口处建起了一个类似的保护棚顶,以提高棚顶抗压的能力。波形板、瓦楞纸板和石棉板,也是应用这种原理制作的。
玉米等禾本科植物的叶子常常卷曲成一个长圆筒,这样的叶子比普通叶子结实牢固,不容易被破坏。人们据此设计出一种筒形叶桥,它真的像一个卷曲的长玉米叶,跨度很大,连接宽阔的河流两岸或海峡两岸,中间部分桥面的两侧向上卷起成筒状,汽车与行人就从“筒”的中央穿行。
日本是个多地震的国家,建筑师仿照竹子设计了一幢43层的高楼,即使遇到强烈地震,楼顶摆动幅度达70cm,它也只是“弹跳”几下而不会受到任何破坏。它的墙体模仿了热带森林中的大树,上窄下宽,非常牢固。
南美洲亚马孙河流域生长的王莲,叶子直径可达2m~3m。这种叶子的背面有粗大的叶脉和相互交错的小叶脉,支撑力很强。英国著名建筑师帕克斯顿根据王莲叶片结构,为1851年在伦敦举办的万国工业博览会设计建筑了一座顶棚跨度95m的展览大厅。这座大厅结构既轻巧,又经济耐用,被伦敦市民称为水晶宫,对现代建筑业产生了巨大的影响,被誉为现代建筑的“第一朵报春花”。
路边生长的车前草的叶片排列十分巧妙,不仅呈螺旋形排列,而且相邻叶片之间的夹角为137°30′,这正好是圆的黄金分割的张角,所以,每片叶子都能够得到充足的阳光。于是,建筑师根据车前草的排列结构,设计建筑了一幢螺旋式的13层楼房,使每间房屋在一年四季中都可以得到阳光的照射,成为深受人们欢迎的“采光”建筑。