據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,啄木鳥覓食時(shí)會(huì)快速重復(fù)地啄食樹木,令人驚奇的是它的大腦可以抵御反復(fù)的震蕩,目前,中國(guó)大連理工大學(xué)科學(xué)家最新研究揭曉了其中的謎團(tuán)。
盡管啄木鳥反復(fù)高速啄食樹木,卻仍能避免大腦損傷,由于頭骨和鳥喙的獨(dú)特結(jié)構(gòu),可減少對(duì)大腦的沖擊。中國(guó)大連理工大學(xué)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)99%的碰撞能量作為應(yīng)變能存儲(chǔ)在啄木鳥體內(nèi)。
專家們非常感興趣啄木鳥在啄食產(chǎn)生身體震蕩時(shí)如何保護(hù)自己的大腦,其特殊的防震身體結(jié)構(gòu)可用于制造新一代太空飛船、汽車,以及防護(hù)衣。
工程師們發(fā)現(xiàn),啄木鳥的身體就像一個(gè)卓越的防震結(jié)構(gòu),可以吸收身體碰撞時(shí)產(chǎn)生的能量。啄食樹木的頻率可達(dá)到25赫茲,然而大腦沒有任何損傷,啄木鳥每次啄食樹木相當(dāng)于人類頭部每次以25公里/小時(shí)的速度撞擊墻壁。
在這項(xiàng)研究中,科學(xué)家制作啄木鳥3D計(jì)算機(jī)模型,使用程序理解它的防震身體結(jié)構(gòu)如何分散撞擊能量。吳成威(音譯)博士和研究小組對(duì)啄木鳥進(jìn)行CT掃描,并建造3D計(jì)算機(jī)模型。他們解釋稱,基于CT掃描技術(shù),我們獲得啄木鳥頭部?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)的詳細(xì)圖像信息,之后輸入Mimics軟件系統(tǒng)最終形成一個(gè)分散點(diǎn)狀模型。
更多的軟件程序用于完善這個(gè)幾何模型,它可以測(cè)試碰撞能量如何被啄木鳥特殊的身體結(jié)構(gòu)分散,他們指出,99.7%的碰撞能量轉(zhuǎn)變成為應(yīng)變能,存儲(chǔ)在啄木鳥體內(nèi),僅有0.3%的碰撞能量作用于頭部。鳥喙和舌骨能夠有效減少大腦形成的應(yīng)變能,少量碰撞能量進(jìn)入大腦中心區(qū)域,將最終消散為熱量形式,使大腦快速升溫。這就是為什么啄木鳥必須間歇性啄食樹木,并進(jìn)行短暫休息。
目前,這項(xiàng)最新研究報(bào)告可用于設(shè)計(jì)一些防震設(shè)施,例如:新一代太空飛船、汽車和防護(hù)衣等。吳成威博士說:“高速碰撞和撞擊可摧毀設(shè)備結(jié)構(gòu)和材料,在航空航天制造領(lǐng)域,太空飛船會(huì)面臨著潛在的碰撞危險(xiǎn),太空殘骸和微流星都是危險(xiǎn)源。如果太空飛船或者科學(xué)設(shè)備在碰撞中受損,這將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。”
此外,汽車碰撞對(duì)汽車駕駛員人身安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅,經(jīng)常導(dǎo)致頭部損傷,因此迫切需要一種獨(dú)特的汽車防震材料,有效降低汽車碰撞時(shí)造成的人身傷害。