鲍鱼
Haliotis(鲍属),鲍科
●海生单壳软体动物,椭圆外形,长度可达30cm;大部分长8~10cm。●贝壳边缘通常是排成直线的一列孔;壳内侧有珠光,呈虹色。●生活在温带或亚热带的海滨区域,黏附在浅水处的礁石上。
Haliotis australis(澳洲鲍鱼)
想象仿生学
神奇的反射
对于新西兰的毛利人来说,鲍鱼——被称作“Paua”——是神圣的贝类。它们的珍珠层在雕像中被用来代表神灵的眼睛。这不仅仅是因为它们的美丽,还因为,对于通过天空来观察世界的祖先而言,它们神奇的闪光与星星的光相似。因此,他们认为鲍鱼拥有传递神奇光线的能力。
动物策略
为防御而生的珍珠
珍珠是如何形成的?它们的珍珠质有着同鲍鱼贝壳一样的组成成分和结构,而珍珠的形成,起因是鲍鱼对一个入侵的异物的反应。为了不让异物对鲍鱼造成伤害,鲍鱼的肉体会在异物四周建起一个保护性的壁垒。不过,即便我们今天知道如何模仿珍珠质的结构,但目前来说,我们还是无法生产出能与鲍鱼的珍珠媲美的珠子……
比钢铁更坚硬
未来的防弹衣或许能像鲍鱼那样几乎无懈可击。
世界上最坚韧的材料是什么?不是凯夫拉纤维,不是钢铁或花岗岩,而是一种软体动物——鲍鱼的贝壳。因为它们的外形,这种贝类动物也被称作“大海的耳朵”,它们生活在全世界大部分海滨水域中——最起码,在那些还没有因为它们的食用价值而吃光它们的地方。鲍鱼其貌不扬:它们成群地黏附在礁石上,贝壳通常被海藻和水垢覆盖。不过,它们的内部却是反射着蓝色、浅红色和绿色虹光的珍珠质,这种珍珠质的美丽对某些种类的鲍鱼的生存造成了威胁……
除了略有差别的美妙味道,它们还形成了人类难以生产的一种坚硬物质。为什么?鲍鱼贝壳的坚硬得益于它的千层结构——这是一种简化的说法……事实上,这里所说到的结构是工程学上的奇观,它直接将最终的成品——贝壳的强度提高到它的组成成分的强度的3,000倍,这些成分是蛋白质以及石灰石(碳酸钙)。不同厚度的石灰石层层叠叠,中间嵌入扮演水泥角色的薄薄的蛋白质层。这个整体是以胶合板的方式构成,不过是在一个小得多的层次上:每一层的厚度只到一根头发丝直径的百分之一……
因此,鲍鱼的这个生产奥秘让工程师们痴迷。最近几年,一些模仿珍珠质结构的材料面世。密歇根大学的一个实验室开发了一种“钢铁塑料”,它是由微型的黏土层重叠而成,其间用一种聚合物胶水黏合。加利福尼亚的圣地亚哥大学则开发了一种“金属间化合物”,它模仿珍珠质的结构将铝和钛层叠。同鲍鱼的贝壳一样,这些材料都有堪称完美的抗冲强度:如果有一道冲击将它们撕开,裂缝并不会在材料中纵深传递,而是在构成材料的细薄层面上水平分散。它们的第一种用途或许是生产防弹衣……
鲍鱼和陶瓷
另有一些研究者希望掌握鲍鱼的技能来生产陶瓷……鲍鱼除了拥有珍珠质的坚固和美观,还有另一个优点:事实上,鲍鱼利用海水中的矿物质来形成自己的贝壳,并且不需要通过昂贵的化学操作——不需要像人类的生产方式那样,将矿物质置于高温下……同模仿硅藻(见第54页)一般,研究者研发出了一种有机玻璃。在不久的将来,我们或许能够拥有一种由天然物质制成的陶瓷——而且它还是环保的。