发生在微观世界的仿生学变革
■赵清建
同时兼顾蜂窝仿生结构和自修复原理的新型轮胎。资料图片
开栏的话
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在电子显微镜普及之前，人类的仿生学还停留在“宏观”的程度。生物的细胞和细胞之间、分子和分子之间到底有什么奥秘，唯有进入微观世界才能最终得以解析。
颠覆传统认知的仿生学革命，正是从这微观天地中悄然萌芽。自此，人类开始尝试着分析、探究乃至学习生物的精妙构造，哪怕是细菌和病毒。
时至今日，“蛛丝强过钢丝”早已是陈年旧闻。但难免有人心生疑窦：蛛丝的神话已相传多年，其实际应用究竟如何，到底在哪些领域发挥功用？
事实上，蛛丝作为一种高级别的复合材料，其组分材料的配比可谓精妙。然而，由于其结构的复杂性，目前我们还无法实现大规模量产。
除了蛛丝之外，还有许多不起眼的生物材料，它们同样令人惊叹。它们能将看似普通的成分，通过特殊的配比和结构组合在一起，从而实现颠覆性的功效。其应用潜力十分巨大，有的像蛛丝一样尚处于研究阶段，有的则已经通过仿生制造应用于实际生产。
例如，寻常的贝壳是碳酸钙与柔韧的生物高分子结构的巧妙结合。这使得贝壳同时拥有极薄厚度、极轻重量和极高强度。应用了这一原理的复合材料已经进入航空航天领域，成为尖端战机和火箭飞船的“新宠”。
此外，甲虫的鞘翅、蜂窝的蜜蜡板等结构，也拥有类似的特征和表现。从快速展开的战争工事、防御阵地，到滚滚前行的军车轮胎，这些仿生技术都有着广阔的应用前景。
战损修复，是几乎所有装备都绕不开的难题。科学家希望将生物的“自修复”能力赋予装备。
比如，人体自身具备神奇的“自修复”能力：划伤的皮肤往往能在几天之内结痂并长出新皮。想要模仿细胞自行“堵漏”修复皮肤的过程恐怕有些难。但触发细胞“自修复”的过程，给了人类启示：通过在高分子材料中预先埋设包裹起来的聚合剂，高分子断裂时便会被这些聚合剂重新聚合，从而达到“自修复”的效果。
除此之外，荷叶的“出淤泥而不染”，催生了自清洁、超光滑的表面；猪笼草的“捕虫滑梯”，启发了能自适应、自修复、自润滑的涂层与润滑剂；变色龙的“幻彩外衣”，衍生出可随环境变色的电子皮肤；细胞的精微结构，孕育了纳米发电机……总的来说，在未来战场上，我们极可能目睹这些仿生科技催生的新概念武器崭露锋芒。
（“科普军营”栏目军事科技顾问：赵云祎）
