無論我們認為人類的創(chuàng)造發(fā)明有多么聰明,大自然總是領(lǐng)先我們一步?,F(xiàn)在美國哈佛大學的研究人員在黃瓜藤蔓用于攀爬的卷須的啟發(fā)下,發(fā)明了一種新型彈簧,這種彈簧在輕拉時感覺很柔軟,用力拉時,會感覺很費勁。
普通蛇形管在拉力作用下會展開變成平坦的帶狀物,而黃瓜卷須則會卷得更厲害。想要理解這種違反直覺的行為,需要把物理和數(shù)學模型及細胞生物學結(jié)合在一起,這可以讓制造過程取得巨大突破。第一論文作者、哈佛大學工程與應用科學學院(SEAS)前博士后莎倫·葛博德說:“大自然已經(jīng)解決了所有非常復雜的力學問題,它的解決手法非常溫和,但恰到好處,很少有人從物理學家或者工程師的角度研究生物學機制。”
為了研究卷須這種行為的機制,葛博德和她的哈佛大學的同事更仔細地研究了卷須里面的細胞和組織。由名叫膠質(zhì)木纖維(g-fiber)細胞的細長細胞組成的一條纖維帶,一直從每根卷須的起點延伸到末梢。這種兩層細胞厚的纖維帶顯然提供了卷須形成螺旋結(jié)構(gòu)所需的力。