Qnews|科学家研究“鲍鱼爬刀山”? 研究者:可研发创新材料
北京青年报客户端 2019-04-10 17:32

鲍鱼是中国人热爱的一味食材,有经验的渔民会发现,鲍鱼常常在尖锐的礁石上爬行,但却几乎没有因此受过任何伤。中国石油大学(华东)工程力学系系主任刘建林团队就此做了一项让鲍鱼“爬刀山”的研究,研究发现,鲍鱼本身的肌肉具有很强韧性的同时,面对刀刃、针尖等尖锐物体,鲍鱼会用肌肉包住这些尖锐物体,减轻受到的伤害。近日,该研究发布在知名科学杂志上。刘建林教授告诉北青报记者,通过研究鲍鱼不怕“上刀山”的原因,有助于人类研发抵抗尖锐物品伤害的新材料、新结构。

中国科学家研究鲍鱼“上刀山” 登上知名科学杂志

近日,一篇发布在知名科学杂志《自然》旗下子刊《科学报告》的科研文章引发网友热议,这篇论文中,研究者让中国人喜闻乐见的食材——鲍鱼走上“刀山”、“针海”,研究显示,鲍鱼在这些尖锐物上,哪怕受到一定的压力之后,也可以毫发无伤。

一部分网友好奇,这样的研究究竟能够有什么意义?甚至还有网友发帖问:“实验用的鲍鱼会不会被炖了?”

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“这是仿生学研究的一次尝试”,负责这次研究的中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院工程力学系系主任刘建林告诉北青报记者,最早的时候,实验团队关注到了鲍鱼、藤壶等海洋生物会附着在游船上,“被这些生物附着之后,船行进所需要的燃料可能要多花20%以上,科学家以前想了很多办法,想把这些动物赶下船体,但效果都不理想。我们就想,为什么这些生物能够和船体贴的那么紧呢?”

刘建林介绍,研究过程中,科研团队借助中国石油大学(华东)地处山东青岛的优势,现场去参观渔民的养殖基地,和渔民交流,并观察鲍鱼的活动状态。在观察过程中,刘建林等人发现了一个非常有趣的现象,虽然鲍鱼时常爬行于尖锐的礁石上,但从不受伤。这个发现也从渔民那里得到了证实,不过渔民们虽然没见过鲍鱼受伤,却也说不出其中的缘由。

刘建林的团队决定,让鲍鱼“上刀山”、“爬针海”,弄清楚面对尖锐物品,鲍鱼都会怎么做。

鲍鱼肌肉包住刀刃自救 肌肉韧性强大避免受伤

实验中,科研团队选取了从市场上购买的鲍鱼,令其爬过一排安插了尖锐刀片的板子,实验团队发现,虽然鲍鱼在爬行过程中,肌肉上留下了一道道大约3毫米深的划痕,但是几分钟后,这些划痕就会消失无踪。

此后,科研人员又让鲍鱼先后爬过平顶和尖顶的“针海”,鲍鱼爬行过程中的肌肉凹陷同样在爬行后消失了,没留下伤痕。

刘建林介绍,研究中科研人员发现,鲍鱼面对“刀山”、“针海”,有一套自己的防护方法:“它的肉会把刀刃、针尖包前来,就像我们用大拇指和食指夹住刀刃一样,它会尽量让肌肉和刀刃的侧面接触,避免受到伤害。”

“一方面,通过包住尖锐物体,鲍鱼的肌肉和尖锐物体的侧面形成了摩擦力,一定程度上抵消了鲍鱼自己的重力,另一方面,这种方式加大了鲍鱼肌肉和尖锐物体的受力面积,也就减少了压强。”

在另一个实验中,科研人员用专门的机器,把刀刃、针尖等压向鲍鱼,测试鲍鱼的肌肉强度,“经过试验,我们发现,鲍鱼的肌肉拥有很强的韧性,可以抵挡很强的力。本身的强劲肌肉配上根据环境改变肌肉的状态,使得鲍鱼获得了‘不受伤’的体质。”

实验发现动物独特“原理” 可为研发新材料铺路

刘建林表示,实验中使用的都是差点成为食材的鲍鱼,实验经过了伦理监测,“这些鲍鱼做完实验后没有被吃掉,而是养殖在我们的水箱中。”

对于一些网友提出的“这样的实验”有什么用的问题,刘建林表示,我们人类目前使用的很多材料,实际都来自对生物特性的模仿。“我们以前曾经研究过水蛭,有些人被水蛭吸血后,将其拔下来想踩死,却发现这种动物无论如何也踩不死。我们实验中发现,水蛭可以经受住大约2吨的压力,可以说是抗压冠军。如果我们弄明白背后的原理和水蛭的结构,就可能创造出一种非常耐压的新材料。”

“我们之前还曾经将水蛭拉长,发现它的伸缩性也很强,甚至我们将水蛭像子弹一样射出去,结果发现水蛭还有非常强大的抗冲击能力,如果我们能研发出具备这样特性的新材料,无疑将大大造福人类社会。”刘建林表示,此次对鲍鱼的研究同样有望为今后研发出耐受尖锐冲击的新材料、新结构探路,让一个就在我们身边的动物现象成为造福人类的一扇大门。

文/北京青年报记者 屈畅
编辑/董伟

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