[1]自然界在億萬年的演化過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。通過研究、學習、模仿來複製和再造某些生物的特性和功能,將極大地提高人類對自然的適應和改造能力,並產生巨大的社會經濟效益。這樣,一門綜合性的學科――仿生學便應運而生了。現代仿生學已延伸到很多領域,建材仿生是其應用領域之一。而功能仿生建材又是建材仿生的突出代表。
[2]研製功能仿生建材的目的是使人造的材料具有或能夠部分實現高級生物豐富而獨特的功能,如思維、感知等,也就是說能夠研製出智能化建築材料。
[3]解剖學研究表明,動物或人的皮是具有多功能結構的典型智能生物材料之一,是具有彎曲變形、調節溫度、防水、阻止化學物質和細菌的侵入及自我修複等功能的複雜層狀組織。人們因此受到啟發,在一些高層建築上,應用恰當的裝飾材料,將風、光等對建築產生負麵影響的能量,轉化為高層建築環境所需能量的一部分,化害為利,創造更富有活力的生存與行為環境,並滿足節能的要求。如比利時首都布魯塞爾馬蒂尼大廈的建築師和工程師,模仿變色蜥蜴的皮膚對環境能作出反應的特性,在建築界麵外裝置了一層遮陽百葉作雙層皮,並將通風管道置於雙層皮中。夏天可阻擋陽光,減小冷氣負荷,冬天雙層皮又可用作日光采集器,加熱空氣預熱空調。這樣既達到了裝飾的目的,又達到了節能的目的。建築物的防水材料一直是個難題,而人和動物的皮膚具有很好的防水性能。汗液可以滲出來,外麵的水卻透不進去。這一特性,正促使人們探索皮膚微觀結構的奧秘,它將為解決建築防水問題開辟新的途徑。
[4]荷葉出汙泥而不染,曆來為世人所稱頌。人們利用這種“荷葉效應”,研製出了多種自潔淨、防汙漬材料和塗料,如自潔玻璃等;利用自潔淨技術生產的塗層塗覆在門窗、水龍頭等上麵可防沾上手印及汙漬等。
[5]目前建築物所使用的承受材料主要是鋼材、木材、石材、混凝土及鋼材與混凝土的組合材料,這些材料的彈性模量大,即鋼度較大,在外力作用下的變形用肉眼幾乎看不出來。多數材料在接近極限荷載時發生突然破壞,人們無法進行破壞前的預防。而生物的功能之一就是能向外界傳達自身的異常狀態。例如人體,當睡眠不足的時候眼睛會充血,體內被細菌感染時體溫會上升等等,這些都是人體異常狀態向外傳遞的信號。具有自我診斷、預告破壞功能的材料就是在此啟發下進行研製的。
[6]功能仿生建材更加高級的功能還有自我調節和自我修複。即它能夠根據荷載的大小、形狀需求等,對自身的承載能力、變形功能等進行自我調整,使之符合外部作用的需要,這種性能就是自我調節功能。自我修複功能是指材料本身具有類似於自然生物的自我生長、新陳代謝的功能,對遭受傷害或破壞的部位進行自我修複,自愈自生,這樣建築物的壽命可大大延長,安全性也會得到很大程度的增強。
[7]功能仿生建材的探索和研究雖然剛剛起步,但隨著材料科學、電子技術以及自動控製手段的不斷進步,必將不斷取得新的進展,未來的建築及所用的材料將走向智能化。
(選自《百科知識》2006.4,有改動)
1.從文中介紹看,功能仿生建材與常規建材相比,有哪些獨特的功能?
2.請根據第[1][2]段的說明,用簡潔的語言說說什麼是功能仿生建材。
3.第[3]段畫線句中的“這樣”,具體指代什麼內容?請用文中原句回答。
4.第[6]段畫線句中“還有”一詞使用欠當,請適當加以調整或修改,使該句能準確地表達出作者所要表達的意思。
5.下列說法符合原文意思的一項是()
A。建築師和工程師部分采用功能仿生建材建成的布魯塞爾馬蒂尼大廈,體現出了一般大廈所不具備的節能優勢。
B。模仿人和其他動物皮膚防水性能製造的智能化建材,較好地解決了一直困擾人們的建築防水問題。
C。利用“荷葉效應”研製出的自潔玻璃是我國製造生產功能仿生建材的成功範例。
D。目前,材料科學、電子技術以及自動控製手段相對滯後的發展現狀,影響和阻礙了功能仿生建材的探索與研究,但這種局麵很快會得以改變。
6.功能仿生建材隻是仿生學運用於建材研究與製造的一個方麵。你能根據自己的理解、認識或借助聯想和想像,另舉一例建材仿生或其他仿生的例子嗎?要求能簡要敘述出仿生原理,表述力求準確、完整。