第470章 机械水母的奥秘
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计算机姐姐说:“这是台风要来的信息救了你们 。水母触手中间的细柄上, 有一个小 球 ,里面有一粒小小的听石,这是水母的‘耳朵 ’,能感受台风降临的信息。”
刘傻子教授说:“由海浪和空气磨擦而产生的次声波冲击听石 ,刺激着周围的神经感受器 ,使水母在风暴来临之前的十几个小时 ,就能够得到信息 。为避免暴风雨的袭击 ,它们会迅速撤退到海底栖息。”
王可博士说,水母并不擅长游泳 ,它们常常要借助风 、浪和水流来移动 。水母试图在水中下沉时 ,触手伸展且向上, 呈长线状 ;意图上升或向某一方向运动时 ,触手远端逆运动方向弯曲 。水母借助触手,可以有效地改变运动方向。 另外 ,一些水母伞体顶部有气囊 ,这些水母控制各个气囊里的充气量 ,亦能改变自己的运动方向。
“下一步,我让同学们了解水母发光与机械水母的奥秘。”海洋爷爷说。燕子 、小聪观望海面 ,蔚蓝的海面点缀着许多优美的伞状体 ,它们闪耀着微弱的淡绿色或蓝紫色光芒。
海洋爷爷说:“我们已经获得了由藏宝图石板复制的纤维布 ,但是我们还要继续追踪那艘神秘的潜水艇, 继续追踪那个团伙 ,还要寻找他们的头目徐云。”
可是,科学博士等在岛屿上转了一个圈 ,就是没有发现一点踪迹。 梦弟问: “那是什么在发光呢?”
计算机姐姐说:“现在,天色已晚,那是栉水母在海里游动 ,身体显现着球形的蓝光,后面的几条长长触手 , 闪耀着细长的光带 , 随着栉水母游动时的身体弯屈和摆动 ,千姿百态 ,十分优美动人。”
梦弟又梦见自己成为一只小海龟,在夜晚出现在海面上, 遇到老海龟。“水母是一种单细胞动物 ,构造简单 ,没有肌肉和骨骼 ,身体的 98%都是水 ,它的光是怎么发出来的呢?”梦弟提出疑问。
“水母的发光源与其他动物是不同的, 其他动物大多是荧光素、荧光酶经过氧的催化作用 ,因而发光。” 老海龟说。
水母之所以发光 ,靠的却是一种叫埃奎明的神奇的蛋白质 ,这种蛋白质 ,遇到钙离子就能发出较强的蓝色光来。 埃奎明的量在水母体内越多 ,其发的光就越强 ,每只水母平均含有 50 微克的这种物质。人们往往根据水母的伞状体外表特征的不同进行分类 ,有的伞状体发银光 ,叫银水母。
栉水母在海中游动时 ,8 条子午管,可以发射出蓝色的光。栉水母发光时 ,就变成了一个光彩夺目的彩球。爱神带水母的周围和中间部分,分布着几条平行的光带,当它游动的时候 ,光带随波摇曳 ,非常优美。梦弟在学校上小学三年级时就喜欢踢足球,现在他看见了一只彩球 , 忍不住上前去抓球 。老海龟叫:“小心,梦弟,那是有毒的水母。”梦弟惊醒。
梦弟听见小波问:“计算机姐姐 ,听说发光的水母能够制作灯具,是真的吗?”
计算机姐姐说:“是的。 近年,科学家经过重点对公众关注的海域开展加密监测 ,及时预警并发布有关信息。美国的惊奇水母 公司, 用自然死亡的水母尸体和树脂 ,研制出能够在夜间发光的灯具 ,推向市场后颇受欢迎。”
刘傻子教授说,这款“水母 ”灯具的制作过程并不复杂。他们先把自然死亡的水母尸体用液态氮进行冷冻 ,再把冷冻的尸体放入,制作成卵形的透明树脂 ,最后进行全封闭加工。采用透明树脂 ,既能防止尸体腐烂 , 又能让封存其中的水母继续发光。而且,凝固的透明树脂相当坚硬 ,抗摔抗震 ,也相当实用。
“啊,水母尸体会在白天吸收光线,然后在夜间释放光芒,真是奇妙。”小波说。
水母灯的特点,正是不用通电 ,就可以照明 。因为水母体内含有一种特殊蛋白质 ,蛋白质在水母死后仍然存在。 能够吸收自然光 ,并在黑暗环境中发出蓝光。因此 ,使用这款灯具时根本不需要用电。
我们知道 ,水母是利用其伞状体内部的环肌进行移动的。 当它们收缩时 ,伞膜将水母的身体关闭于其中并排出水流 ,从而推动身体向前移动 。当肌肉放松时,伞膜又会恢复原来的形状。
小聪问:“科学博士 ,听说现在发明了机械水母,这与水母有关吗?”
科学博士答:“美国弗吉尼亚理工大学工程师约纳斯·塔德塞等人 ,近日在美国海军水母研究所的赞助和支持下,发明了一种氢气动力水母机器人—“机械水母”,这种神奇的机器人,在水中可以像真正的水母一样游动。”
目前 ,机械水母仍处于研发早期阶段 ,但研究人员表示 ,这种机器人 ,最终可应用于水下营救作业 。为了模拟水母的运动机制 ,机器人必须使用有形状记忆能力的合金 ,也就是说, 所使用的材料 ,需能够记住原始形状。然后,再将这些材料包装于碳纳米管中 ,并涂上一层铂黑粉。
机械水母的动力来自于水中的氧和氢,以及表面的铂之间的化学反应所产生的热量 。化学反应产生的热量 ,传递到机械水母的人造 “肌肉 ”上, 使其达到伸缩变形的目的。 这就意味着,机械水母可以从其周围的水中获得再生燃料 ,而不是仅仅依靠有限的电池能量。
研究团队认为,机械水母的能量,取之不尽,用之不竭 。 目前,这个机械水母可以同时伸缩 8 节身体 。 研究人员正在考虑如何改进, 以更方便的方式单独控制每一节身体 。如果能够找到解决方案,那么, 改进版的机械水母 ,行动将更加灵活。
黄昏 ,夕阳西下, 天空升起一弯彩虹 。海洋科普探险小分队乘坐南海梦想科考艇来到南海一个海湾 ,沈琳对小燕子 、小聪 、梦弟 、小明与小波说: “大家穿上潜水救生服 ,练习潜水与游泳。”
沈琳带着小燕子 、小聪 、梦弟 、小明与小波在海底潜水,起来 后,小燕子指着前方说:“计算机姐姐 ,前面海上浮着一只大水母。”
“这里不应该是水母活动的区域 ,这种水母来路不明 ,你们要提高警惕。”沈琳提醒说。
小聪性情活泼,小波贪玩调皮,他们两个没有将林小琳的话放在心上, 朝着大水母的地方潜水过去。
“刚才的大水母 ,将小波与小聪抓走了, 接着水母下沉了。”忽然, 小燕子喊叫起来。
“我估计是机械水母 ,不然 ,海洋中的水母,不会随便抓人的, 何况 ,还同时抓住两个孩子。”沈琳说完, 打电话给王可 ,要他带着机器人骄子一起过来。 现在, 只要是有什么事情 ,沈琳都习惯打电话给王可, 而王可呢 ,也习惯打电话给沈琳。
王可来了,他建议:“让徐文亮师傅与王汉民打电话。”
“我们应该与王汉民打电话,他戴罪立功的时候到了。”徐文亮师傅说完, 立刻给王汉民打了电话。
果然, 李春兰、徐云他们从国外运来了机械水母 。这机械水母 ,也称为水母机器人 , 由国外几家科技公司共同研制生产 。它长有触角 ,体内充 满了氦气,可以变化为直升飞机的形状 ,具有水上直升机的功能 。也可以变成潜水艇的形状 ,具有潜水艇的功能。
机械水母的球形身体 ,是个可以乘坐 4 个人的密封舱 。它长着 8 根触须 ,这些仿生触须的构造 ,取材于对鱼鳍功能的剖析 。机械水母每根触须包含软硬适度的“主心骨”,骨外面连着柔性的表面 ,表面分成两个腔 ,压力可以分别调整 ,使整个触须向某个方向弯曲 。机械水母每根触须的顶端都有小鳍 ,受触须带动,小鳍像鱼尾那样划水 ,推动机械水母前进。
要做到在水中自如游荡并不容易 ,机械水母配备了一系列的传感器 、功能颇强的通讯系统 ,还有智能控制软件 。压力传感器告诉水母当前所处的深度 ,精确到几毫米 ;光感应器向它报告潜在障碍的大致位置 ,包括周围其他机械水母在什么地方。
“科学家之所以采用仿生学设计机械水母 ,是因为水母与其它海洋物种比较 ,代谢速率较低 ,消费能量较少 。此外 ,水母具有各式各样的体积 、外型和色彩 ,有助于实现多项设计。”王可解释说。
“水母栖息在全球主要海域 ,有能力抵御淡水和盐水环境不同等级的温度变化 。多数水母物种存在于较浅沿海区域 ,但一些存在于海平面 7000 米以下。”高敏补充道。
刘傻子教授说,这个机械水母模型,集成流体力学并研制控制系统,由一块可充电镍氢电池提供动力 , 由厚硅树脂材料制成的“皮肤”,用手接触 ,有一种粘乎乎的感觉,它能够保持水母物种的外型特征,独立地在水中游动,同时,能收集 、存储、分析和传达敏感数据。
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