艺术仿古系列

而人和动物的皮肤具有很好的防水性能

  ①自然界在亿万年的演化过程中孕育了各种各样的生物,每种生物都拥有神奇的特性和功能。通过研究、学习、模仿来复制和再造某些生物的特性和功能,将极大地提高人类对自然的适应和改造能力,产生巨大的社会经济效益。这样,一门综合性的学科仿生学便应运而生了。现代仿生学已延伸到很多领域,建材仿生是其应用领域之一。而功能仿生建材又是建材仿生的突出代表。

  ②研制功能仿生建材的目的是使人造的材料具有或能够部分实现高级动物丰富的功能,如思维、感知等,也就是说能够研制出智能化材料。

  ③解剖学研究表明,动物或人的皮是具有多功能结构的典型智能生物材料之一,具有可弯曲变形、调节温度、防水、阻止化学物质和细菌进入及自修复等功能的复杂层状组织。人们从这里受到了启发,在一些高层建筑上,应用恰当的装饰材料,将风、光等对建筑产生负面影响的能量,转化为高层建筑环境所需能量的一部分,化害为利,变废为宝,创造更富有活力的生存与行为环境,并满足节能的要求。如比利时首都布鲁塞尔马蒂尼大厦的建筑师和工程师,模仿变色蜥蜴的皮肤对环境能做出反应的特点,在建筑界面外装置一层遮阳百叶作双层皮,通风管道置于双层皮中。夏天可阻挡阳光,减少冷气负荷,冬天双层皮又可用作日光采集器,加热空气预热空调。这样既达到了装饰的目的,又达到了节能的目的。建筑物的防水材料一直是个难题,而人和动物的皮肤具有很好的防水性能。汗液可以渗透出来,外面的水却透不进去。这一巧妙功能,促使人们正在探索皮肤微观结构的奥秘,它将为解决建筑防水问题开辟新的途径。

  ④荷叶出污泥而不染,历来为世人所称赞,人们利用这种“荷叶效应”,研制出各种自洁净、防污渍材料和涂料,如自洁净玻璃,还有利用自洁净技术生产出的涂层涂覆在水龙头、门窗等不会沾上手印及污渍等。

  ⑤目前建筑物所使用的承重材料主要是钢材、木材、石材、混凝土以及钢材和混凝土的组合材料,这些材料的弹性模量大,即刚度较大,在外力作用下的变形几乎用肉眼看不出来。多数材料在接近极限荷载时发生突然破坏,使得人们无法进行破坏前的预防。而生物体的功能之一就是能向外界传达自身的异常状态。例如人体,当睡眠不足的时候,眼睛会充血;体内被病菌感染时,体温会上升发烧等等,这些都是对自身的异常状态向外传递信号。具有自我诊断、预告破坏功能的材料就是在这种思想的启发下进行研究的。

  ⑥功能仿生材料更加高级的功能还有自我调节和自我修复功能。即材料能够根据外部荷载的大小、形状需求等,对自身的承载能力、变形性能等进行自我调整,符合外部作用的需要,这种性能就是自我调节功能。自我修复功能是指材料本身具有类似于自然生物的自我生长、新陈代谢的功能,对遭受破坏或伤害的部位能够进行自我修复、自愈再生,这样建筑物的寿命可大大延长,安全性也会得到很大程度的增强。

  ⑦智能建材的探索和研究虽然还刚刚起步,但是随着材料科学、电子技术以及自动控制手段的不断进步,必将不断取得新的进展,未来的建筑及所用的材料将走向智能化。

  1.从文中介绍看,功能仿生建材与常规建材相比,有哪些独特的功能?(4分)

  2.请根据第①②段的说明,用简洁的语言说说什么是功能仿生建材?(3分)

  3.第③段中画横线句中的“这样”,具体指代什么内容?请用文中原句回答。(3分)

  4.第⑥段中画横线句中“还有”一词使用欠当,请加以调整或修改,使该句能准确表达出作者所要表达的意思。(2分)

  A.建筑师和工程师部分采用仿生建材建成的布鲁塞尔马蒂尔大厦,体现出了一般大厦所不具备的节能优势。

  B.模仿人和其他动物皮肤防水性能制造的智能化建材,较好地解决了一直困扰人们的建筑防水问题。

  C.利用“荷叶效应”研制出的自洁玻璃是我国制造生产功能仿生建材的成功范例。

  D.目前,材料科学、电子技术以及自动控制手段相对滞后的发展现状,影响和阻碍了功能仿生建材的探索与研究,但这种局面很快将得以改变。

  6.功能仿生建材只是仿生学运用于建材研究与制造的一个方面。你能根据自己的理解、认识或借助联想和想像,另举一类仿生建材或其他仿生的例子吗?要求简要叙述出仿生原理,表述准确、完整。(3分)

  1.①能将作用于建筑物的负面影响的能量,转化为建筑环境所需能量的一部分,秒速赛车APP:化害为利,并满足节能的要求。②具有独特的防水性能。③具有自洁净,防污渍功能。④具有自我诊断,预告遭受伤害或破坏的功能。⑤具有自我调节,自我修复功能。(4分。答出其中四个要点即可得4分;以此为基础,每少答或答错一个要点扣1分)

  2.功能仿生建材就是人们通过研究、模仿生物体固有的特性、功能研制出来的,具有或部分能够实现高级生物功能的智能化建筑材料。(3分。按三个部分赋分:“人们通过研究、模仿生物体固有的特性、功能研制出来”1分;“具有或部分能够实现高级生物功能”1分;“智能化建筑材料”1分,意思对即可)

  3.在建筑界面外装置一层遮阳百叶作双层皮,并将通风管道置于双层皮中。(3分。若答“在一些高层建筑上并满足节能要求”一句,得1分)

  4.功能仿生材料还有自我调节和自我修复等更加高级的功能(或“功能仿生建材更加高级的功能是自我调节和自我修复”。2分,调整或修改后仍不能准确表达出作者所要表达的意思的不得分)

  6.示例:蝙蝠具有靠自身发射并接收超声波分辨物体大小和方位的功能。科研人员通过研究、模仿蝙蝠的功能,研制出了早已广泛应用于军事、科技领域的超声波雷达。这种雷达能对相关固定物体进行准确定位,并能提供一定范围内空中移动物体的有关信息。(3分。能叙述出仿生原理,1分;表述准确、完整,2分)

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