能仿生建材

　�、僮匀唤缭趦|萬年的演化過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。通過研究、學習、模仿來復制和再造某些生物的特性和功能，將極大地提高人類對自然的適應和改造能力，產生巨大的社會經濟效益。這樣，一門綜合性的學科——仿生學便應運而生了�，F代仿生學已延伸到很多領域，建材仿生是其應用領域之一。而功能仿生建材又是建材仿生的突出代表。

　�、谘兄乒δ芊律�建材的目的是使人造的材料具有或能夠部分實現高級動物豐富的功能，如思維、感知等，也就是說能夠研制出智能化材料。

　　③解剖學研究表明，動物或人的皮是具有多功能結構的典型智能生物材料之一，具有可彎曲變形、調節(jié)溫度、防水、阻止化學物質和細菌進入及自修復等功能的復雜層狀組織。人們從這里受到了啟發(fā)，在一些高層建筑上，應用恰當的裝飾材料，將風、光等對建筑產生負面影響的能量，轉化為高層建筑環(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環(huán)境能做出反應的特點，在建筑界面外裝置一層遮陽百葉作雙層皮，通風管道置于雙層皮中。夏天可阻擋陽光，減少冷氣負荷，冬天雙層皮又可用作日光采集器，加熱空氣預熱空調。這樣既達到了裝飾的目的，又達到了節(jié)能的目的。建筑物的防水材料一直是個難題，而人和動物的皮膚具有很好的防水性能。汗液可以滲透出來，外面的水卻透不進去。這一巧妙功能，促使人們正在探索皮膚微觀結構的奧秘，它將為解決建筑防水問題開辟新的途徑。

　�、芎扇~出污泥而不染，歷來為世人所稱贊，人們利用這種“荷葉效應”，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生產出的涂層涂覆在水龍頭、門窗等不會沾上手印及污漬等。

　　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。多數材料在接近極限荷載時發(fā)生突然破壞，使得人們無法進行破壞前的預防。而生物體的功能之一就是能向外界傳達自身的異常狀態(tài)。例如人體，當睡眠不足的時候，眼睛會充血；體內被病菌感染時，體溫會上升發(fā)燒等等，這些都是對自身的異常狀態(tài)向外傳遞信號。具有自我診斷、預告破壞功能的材料就是在這種思想的啟發(fā)下進行研究的。

　�、薰δ芊律�材料更加高級的功能還有自我調節(jié)和自我修復功能。即材料能夠根據外部荷載的大小、形狀需求等，對自身的承載能力、變形性能等進行自我調整，符合外部作用的需要，這種性能就是自我調節(jié)功能。自我修復功能是指材料本身具有類似于自然生物的自我生長、新陳代謝的功能，對遭受破壞或傷害的部位能夠進行自我修復、自愈再生，這樣建筑物的壽命可大大延長，安全性也會得到很大程度的增強。

　�、咧悄芙ú牡奶剿骱脱芯侩m然還剛剛起步，但是隨著材料科學、電子技術以及自動控制手段的不斷進步，必將不斷取得新的進展，未來的建筑及所用的材料將走向智能化。

　　1．從文中介紹看，功能仿生建材與常規(guī)建材相比，有哪些獨特的功能？（4分）

　　答：

　　2．請根據第①②段的說明，用簡潔的語言說說什么是功能仿生建材？(3分)

　　答：

　　3．第③段中畫橫線句中的“這樣”，具體指代什么內容？請用文中原句回答。（3分）

　　答：

　　4．第⑥段中畫橫線句中“還有”一詞使用欠當，請加以調整或修改，使該句能準確表達出作者所要表達的意思。（2分）

　　答：

　　5．下列說法符合原文意思的一項是()(3分)

　　A.建筑師和工程師部分采用仿生建材建成的布魯塞爾馬蒂爾大廈，體現出了一般大廈所不具備的節(jié)能優(yōu)勢。

　　B.模仿人和其他動物皮膚防水性能制造的智能化建材，較好地解決了一直困擾人們的建筑防水問題。

　　C.利用“荷葉效應”研制出的自潔玻璃是我國制造生產功能仿生建材的成功范例。

　　D.目前，材料科學、電子技術以及自動控制手段相對滯后的發(fā)展現狀，影響和阻礙了功能仿生建材的探索與研究，但這種局面很快將得以改變。

　　6．功能仿生建材只是仿生學運用于建材研究與制造的一個方面。你能根據自己的理解、認識或借助聯想和想像，另舉一類仿生建材或其他仿生的例子嗎？要求簡要敘述出仿生原理，表述準確、完整。（3分）

　　答：

　　參考答案

　　1.①能將作用于建筑物的負面影響的能量，轉化為建筑環(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，預告遭受傷害或破壞的功能。⑤具有自我調節(jié)，自我修復功能。（4分。答出其中四個要點即可得4分；以此為基礎，每少答或答錯一個要點扣1分）

　　2.功能仿生建材就是人們通過研究、模仿生物體固有的特性、功能研制出來的，具有或部分能夠實現高級生物功能的智能化建筑材料。（3分。按三個部分賦分：“人們通過研究、模仿生物體固有的特性、功能研制出來”1分；“具有或部分能夠實現高級生物功能”1分；“智能化建筑材料”1分，意思對即可）

　　3.在建筑界面外裝置一層遮陽百葉作雙層皮，并將通風管道置于雙層皮中。（3分。若答“在一些高層建筑上……并滿足節(jié)能要求”一句，得1分）

　　4.功能仿生材料還有自我調節(jié)和自我修復等更加高級的功能（或“功能仿生建材更加高級的功能是自我調節(jié)和自我修復”。2分，調整或修改后仍不能準確表達出作者所要表達的意思的不得分）

　　5.A（3分）

　　6.示例：蝙蝠具有靠自身發(fā)射并接收超聲波分辨物體大小和方位的功能。科研人員通過研究、模仿蝙蝠的功能，研制出了早已廣泛應用于軍事、科技領域的超聲波雷達。這種雷達能對相關固定物體進行準確定位，并能提供一定范圍內空中移動物體的有關信息。（3分。能敘述出仿生原理，1分；表述準確、完整，2分）
 

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