啄木鳥(niǎo)為什么不得腦震蕩？

2019-09-06 23:21:31

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供稿：網(wǎng)友

科學(xué)家最新研究發(fā)現(xiàn)啄木鳥(niǎo)具有特殊的防震身體結(jié)構(gòu)，可消除啄食樹(shù)木時(shí)產(chǎn)生的碰撞能量，這項(xiàng)研究有望研制新一代防碰撞太空飛船。

據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，啄木鳥(niǎo)覓食時(shí)會(huì)快速重復(fù)地啄食樹(shù)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(niǎo)反復(fù)高速啄食樹(shù)木，卻仍能避免大腦損傷，由于頭骨和鳥(niǎo)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(niǎo)體內(nèi)。

專(zhuān)家們非常感興趣啄木鳥(niǎo)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(chē)，以及防護(hù)衣。

工程師們發(fā)現(xiàn)，啄木鳥(niǎo)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(shù)木的頻率可達(dá)到25赫茲，然而大腦沒(méi)有任何損傷，啄木鳥(niǎo)每次啄食樹(shù)木相當(dāng)于人類(lèi)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(niǎo)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(niǎo)進(jìn)行CT掃描，并建造3D計(jì)算機(jī)模型。他們解釋稱(chēng)，基于CT掃描技術(shù)，我們獲得啄木鳥(niǎo)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(niǎo)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(niǎo)體內(nèi)，僅有0.3%的碰撞能量作用于頭部。鳥(niǎo)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(niǎo)必須間歇性啄食樹(shù)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(chē)和防護(hù)衣等。吳成威博士說(shuō)：“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(chē)碰撞對(duì)汽車(chē)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(chē)防震材料，有效降低汽車(chē)碰撞時(shí)造成的人身傷害。

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