功能仿生建材
�、僮匀唤缭趦|萬(wàn)年的演化過(guò)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(guò)研究、學(xué)習(xí)、模仿來(lái)復(fù)制和再造某些生物的特性和功能，將極大的提高人類(lèi)對(duì)自然的適應(yīng)和改造能力，產(chǎn)生巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。這樣，一門(mén)綜合性的學(xué)科仿生學(xué)便應(yīng)運(yùn)而生了�，F(xiàn)代仿生學(xué)已延伸到很多領(lǐng)域，，建材仿生是其應(yīng)用領(lǐng)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夠部分實(shí)現(xiàn)高級(jí)動(dòng)物豐富的功能，如思維、感知等，也就是說(shuō)能夠研制出智能化材料。
③解剖學(xué)研究表明，動(dòng)物或人的皮是具有多功能結(jié)構(gòu)的`典型智能生物材料之一，具有可彎曲變形、調(diào)節(jié)溫度、防水、阻止化學(xué)物質(zhì)和細(xì)菌進(jìn)入及自修復(fù)等功能的復(fù)雜層狀組織。人們從這里受到了啟發(fā)，在一些高層建筑上，應(yīng)用恰當(dāng)?shù)难b飾材料，將風(fēng)、光等對(duì)建筑產(chǎn)生負(fù)面影響的能量，轉(zhuǎn)化為高層建筑環(huán)境所需能量的一部分，化害為利，變廢為寶，創(chuàng)造更富有活力的生存與行為環(huán)境，并滿足節(jié)能的要求。如比利時(shí)首都布魯塞爾馬蒂尼大廈的建筑師和工程師，模仿變色蜥蜴的皮膚對(duì)環(huán)境能做出反應(yīng)的特點(diǎn)，在建筑界面外裝置一層遮陽(yáng)百葉作雙層皮，通風(fēng)管道置于雙層皮中。夏天可阻擋陽(yáng)光，減少冷氣負(fù)荷，冬天雙層皮又可用作日光采集器，加熱空氣預(yù)熱空調(diào)這樣既達(dá)到了裝飾的目的，又達(dá)到了節(jié)能的目的。建筑物的防水材料一直是個(gè)難題，而人和動(dòng)物的皮膚具有很好的防水性能，汗液可以滲透出來(lái)，外面的
水卻透不進(jìn)去。這一巧妙功能，促使人們正在探索皮膚微觀結(jié)構(gòu)的奧秘，它將為解決建筑防水問(wèn)題開(kāi)辟新的途徑。
④荷葉出污泥而不染，歷來(lái)為世人所稱贊，人們利用這種荷葉效應(yīng)，研制出各種自潔凈、防污漬材料和涂料，如自潔凈玻璃，還有利用自潔凈技術(shù)生產(chǎn)出的涂層涂覆在水龍頭、門(mén)窗等不會(huì)沾上手印及污漬等。
⑤目前建筑物所使用的承重材料主要是鋼材、木材、石材、混凝土以及鋼材和混凝土的組合材料，這些材料的彈性模量大，即剛度較大，在外力作用下的變形幾乎用肉眼看不出來(lái)。多數(shù)材料在接近極限荷載時(shí)發(fā)生突然破壞，使得人們無(wú)法進(jìn)行破壞前的預(yù)防。而生物體的功能之一就是能向外界傳達(dá)自身的異常狀態(tài)。例如人體，當(dāng)睡眠不足的時(shí)候，眼睛會(huì)充血；體內(nèi)被病菌感染時(shí)，體溫會(huì)上升發(fā)燒等等，這些都是對(duì)自身的異常狀態(tài)向外傳遞信號(hào)。具有自我診斷、預(yù)告破壞功能的材料就是在這種思想的啟發(fā)下進(jìn)行研究的。
⑥功能仿生材料更加高級(jí)的功能還有自我調(diào)節(jié)和自我修復(fù)功能。即材料能夠根據(jù)外部荷載的大小、形狀需求等，對(duì)自身的承載能力、變形性能等進(jìn)行自我調(diào)整，符合外部作用的需要，這種性能就是自我調(diào)節(jié)功能。自我修復(fù)功能是指材料本身具有類(lèi)似于自然生物的自我生長(zhǎng)、新陳代謝的功能，對(duì)遭受破壞或傷害的部位能夠進(jìn)行自我修復(fù)、自愈再生，這樣建筑物的壽命可大大延長(zhǎng)，安全性也會(huì)得到很大程度的增強(qiáng)。
⑦智能建材的探索和研究雖然還剛剛起步，但是隨著材料科學(xué)、電子技術(shù)以及自動(dòng)控制手段的不斷進(jìn)步，必將不斷取得新的進(jìn)展，未來(lái)的建筑及所用的材料將走向智能化。(選自《百科知識(shí)》，略有改動(dòng))
14.請(qǐng)根據(jù)第①②段的說(shuō)明，用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言說(shuō)說(shuō)什么是功能仿生建材? (5分)
15.從文中介紹看，功能仿生建材與常規(guī)建材相比，有哪些獨(dú)特的功能?(5分)
參考答案：
14、功能仿生建材就是人們通過(guò)研究、模仿生物體固有的特性、功能研制出來(lái)的，具有或部分能夠?qū)崿F(xiàn)高級(jí)生物功能的智能化建筑材料。(5分，按三個(gè)部分賦分意思對(duì)即可；人們通過(guò)研究、模仿生物體固有的特性、功能研制出來(lái)2分；具有或部分能夠?qū)崿F(xiàn)高級(jí)生物功能2分；智能化建筑材料1分)
15、答案要點(diǎn)：①能將作用于建筑物的負(fù)面影響的能量，轉(zhuǎn)化為建筑環(huán)境所需能量的一部分，化害為利，并滿足節(jié)能的要求。②具有獨(dú)特的防水性能.③具有自潔凈，防污漬功能。④具有自我診斷，預(yù)告遭受傷害或破壞的功能。⑤具有自我調(diào)節(jié)，自我修復(fù)功能.
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