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啄木鸟为什么不得脑震荡?

2018-10-15 23:53:56
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科学家最新研究发现啄木鸟具有特殊的防震身体结构,可消除啄食树木时产生的碰撞能量,这项研究有望研制新一代防碰撞太空飞船。

据国外媒体报道,啄木鸟觅食时会快速重复地啄食树木,令人惊奇的是它的大脑可以抵御反复的震荡,目前,中国大连理工大学科学家最新研究揭晓了其中的谜团。

尽管啄木鸟反复高速啄食树木,却仍能避免大脑损伤,由于头骨和鸟喙的独特结构,可减少对大脑的冲击。中国大连理工大学科学家发现99%的碰撞能量作为应变能存储在啄木鸟体内。

专家们非常感兴趣啄木鸟在啄食产生身体震荡时如何保护自己的大脑,其特殊的防震身体结构可用于制造新一代太空飞船、汽车,以及防护衣。

工程师们发现,啄木鸟的身体就像一个卓越的防震结构,可以吸收身体碰撞时产生的能量。啄食树木的频率可达到25赫兹,然而大脑没有任何损伤,啄木鸟每次啄食树木相当于人类头部每次以25公里/小时的速度撞击墙壁。

在这项研究中,科学家制作啄木鸟3D计算机模型,使用程序理解它的防震身体结构如何分散撞击能量。吴成威(音译)博士和研究小组对啄木鸟进行CT扫描,并建造3D计算机模型。他们解释称,基于CT扫描技术,我们获得啄木鸟头部内部结构的详细图像信息,之后输入Mimics软件系统最终形成一个分散点状模型。

更多的软件程序用于完善这个几何模型,它可以测试碰撞能量如何被啄木鸟特殊的身体结构分散,他们指出,99.7%的碰撞能量转变成为应变能,存储在啄木鸟体内,仅有0.3%的碰撞能量作用于头部。鸟喙和舌骨能够有效减少大脑形成的应变能,少量碰撞能量进入大脑中心区域,将最终消散为热量形式,使大脑快速升温。这就是为什么啄木鸟必须间歇性啄食树木,并进行短暂休息。

目前,这项最新研究报告可用于设计一些防震设施,例如:新一代太空飞船、汽车和防护衣等。吴成威博士说:“高速碰撞和撞击可摧毁设备结构和材料,在航空航天制造领域,太空飞船会面临着潜在的碰撞危险,太空残骸和微流星都是危险源。如果太空飞船或者科学设备在碰撞中受损,这将造成巨大的经济损失。”

此外,汽车碰撞对汽车驾驶员人身安全构成严重威胁,经常导致头部损伤,因此迫切需要一种独特的汽车防震材料,有效降低汽车碰撞时造成的人身伤害。
供稿:网友
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