生物發動機是 科學工作者通過對螞蟻腳爪里“肌肉發動機"研究而提出的理論。"肌肉發動機"所使用的是一種特殊的"燃料"，它不經燃燒就能把潛藏的能量直接釋放出來轉變為機械能，因此沒有能量損失。又由於沒有機械摩擦，所以也沒有能量的損耗，正因為這樣，效率非常高，高達80%以上。
基本介紹
- 中文名：生物發動機
- 外文名：Biological dynamics
- 特點： 高效率
- 未來：未來的新能源
- 重約為：３噸
理論介紹,理論假設,
理論介紹
高效率“人造肌肉發動機”的構想與實現，將使動力界發生根本性的變革。在這一點上螞蟻也有一份功勞。
大力士-螞蟻
大力士-螞蟻理論假設
假如我們邀請大象、狗熊、駱駝、馬、牛……以及螞蟻等多種動物開一個負重比賽會，人也參加其中，以單位體重所拖運貨物重量的大小作為評定勝負的標準。比賽的結果，一定會使你感到驚奇和意外：傲慢的大象和滿有把握的狗熊，都落在了後面，而動物界中不顯眼的小兄弟——螞蟻卻名列前茅。 有一次，一位科學工作者看見一隻螞蟻“舉起”一個小石塊搬往洞外，這一場面引起了他的興趣。他把螞蟻和石塊分別稱了一下，想不到石塊竟比螞蟻重50多倍。有的科學工作者甚至還發現螞蟻所能拖動物體的重量，差不多超過了它體重的100倍。 再看看螞蟻眼裡的龐然大物吧。 一匹拉大車的馬能拖運多少貨物呢？實踐告訴我們，一匹平均體重為700千克的馬在良好的路面上，頂多能拖運3000千克的貨物，相當於體重的5倍左右。人的牽引力大致也是這樣的倍數。至於體重約為3噸的大象，六七百千克的狗熊，它們所能拖運物體的重量甚至還不到身體重量的5倍。 從眾多的事實中，不難看出，在一般情況下，動物的身體愈小，相對的力氣就愈大。從這個觀點上看，螞蟻可以說是當之無愧的冠軍了。 這個現象歷來引起科學工作者的濃厚興趣。他們進行了大量的研究、試驗，終於揭開了這個奧秘，找到了螞蟻驚人力量的源泉。 科學工作者發現，螞蟻腳爪里的肌肉是一個效率非常高的“肌肉發動機”。它是由幾十億台微妙的“小發動機”組成的。
這種發動機比現代性能最好的航空發動機的效率還要高好多倍，因此能產生這么大的力量。 那么，為什麼這種“肌肉發動機”效率會這樣高呢？ 事情是這樣的：一般的發動機都需要有一定的燃料，其中有汽油、煤油、柴油以及一些氣體燃料等，比如說，蒸氣機利用燃料燃燒，才能釋放出來熱能，把水加熱成蒸汽，再利用蒸汽推動活塞運動，內燃機是利用燃料燃燒時所產生的高壓氣體來推動活塞運動的。不管哪一種發動機，燃料燃燒時，總有好大一部分熱能白白跑掉了。但是，“肌肉發動機”所使用的卻是一種特殊的“燃料”，它不經燃燒就能把潛藏的能量直接釋放出來轉變為機械能，因此沒有能量損失。又由於沒有機械摩擦，所以也沒有能量的損耗，正因為這樣，效率非常高，高達80%以上。 螞蟻給科學工作者一個啟示：要想獲得高效率的發動機，必須扔掉燃燒過程，讓燃料直接變為電能或機械能。
這項研究課題，早就開始了。幾十年前，就有人提出了直接把燃料氧化所產生的化學能轉變為電能的想法。可惜，摸索很久 仍沒有得到令人滿意的結果。近來，由於科學技術的進步，情況大有好轉，現在已經出現了幾種燃料電池，它能利用燃料的氧化——還原反應來直接發電，避免了燃燒過程，效率大為提高。 燃料電池雖是初露頭角，但已經顯示出很強的生命力。據說美國發射到月球上的“阿波羅”飛船就使用了這種電池。燃料電池除在太空飛行器上套用外，還廣泛用於海洋開發事業中，將來有可能把它當作交通運輸工具的動力，作為汽車、拖拉機、船舶的能量來源，也可作為日常生活的能量來源，甚至有可能代替現行的火力發電設備。 回過頭來，再看看“肌肉發動機”。 經過生物化學工作者的研究，現在已經初步找到了“肌肉發動機”的特殊“燃料”的成分，它是一種結構非常複雜的含磷化合物，在許多場合下，只有肌肉中的酸度有極微小的變化，就能引起某種生物化學反應，這些反應能使肌肉蛋白的長形分子在剎那間收縮起來，產生巨大的力量。這個發現給了人們另一個啟示：能否製造出類似的“肌肉發動機”呢？
實踐的回答是樂觀的。 經過艱苦的努力，反覆的探索，科學工作者終於用聚丙烯酸製成了一種典型“人造肌”。他們做過這樣一個實驗：把一個重物掛在 “人造肌”帶子下面，然後用滴管向帶子上噴淋幾滴酸性溶液，這時帶子就立刻向上收縮，把重物提起。反之，噴淋鹼性溶液，帶子 就會伸長，把重物放下，而且沒有熱量釋放。據實驗，1厘米寬的“人造肌”帶能提起約100千克的重物。這就是目前把化學能直 接變為機械能的“人造肌肉發動機”的原理性實驗。近來人們也試製了一些不同結構形式的“人造肌肉發動機”的雛型，雖然這些發 動機的力量還很小，結構形式尚需進一步完善，暫時不過是科學研究上的新玩藝兒，但不要忘了，現代飛機的祖先，正是1903年 萊特兄弟發明的新玩藝兒——第一架飛機。這架飛機飛行的高度不超過243．8米（800英尺），在空中僅僅停留59秒鐘。
在科學技術飛躍發展的今天，完全可以相信，再過幾十年，強而有力的“人造肌肉發動機”可能出現在生產建設的舞台上。那時， 動力界的面貌將會煥然一新，笨重的效率低的發動機，將被輕便的高效率的“人造肌肉發動機”所代替。 你觀察過“螞蟻”嗎？它終日不停地搬運著超過它本身體積和重量很多倍的食物，它“跋山”、“涉水”，無論是凸凹不平的道路， 還是荊棘叢生的草地，都毫無畏懼，奮勇向前。那矯健的步伐，強大的力量，敏捷而靈活的動作，仿佛永遠不知疲勞似的。人們能不 能創造出一些不僅能計算、翻譯、傳遞信息，而且能挖土、掃地、搬運，能勞動的具有生動特性的機器來呢？ 當然，這不是一個虛無縹緲的幻想，而是一個已經實現或正在爭取實現的理想。在生物學、工程數學、邏輯學、電子學、自動控制學 等近代科學的幫助下，今天，科學技術工作者不僅製造了電子計算機、翻譯機、識字機、診斷機、信息機，而且也製成了靈敏的“機械手”、“自動掃地機”以及各種“機器人”。隨著科學技術的發展，將來人們有可能研製出各種性能優異的機器人，類似美國的科學幻想影片《未來世界》中的機器人，能按照人的指令從事各種工作，即使身處險境，它也毫不畏懼。到那時，人類的生產活動和科學技術將發生嶄新的變化。可能出現這樣的場面：在高大的廠房裡，機器高效率地運行著；在廣闊的耕地上，拖拉機、收割機不停地奔忙著；高空的飛機、遠航的船都在準確地航行著……這一些活動絕大多數都是由機器人來操作的，而人則是機器的主人。 既然人們能夠製造出具有一定“頭腦”的機器人，又能研製出“人造肌肉發動機”，那么，在未來就有可能創造出具有生物特性的機器。這是很樂觀的。(tcby8855)
