能仿生建材

　�、僮匀唤缭趦|萬(wàn)年的演化過(guò)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(guò)研究、學(xué)習、模仿來(lái)復制和再造某些生物的特性和功能，將極大地提高人類(lèi)對自然的適應和改造能力，產(chǎn)生巨大的社會(huì )經(jīng)濟效益。這樣，一門(mén)綜合性的學(xué)科——仿生學(xué)便應運而生了�，F代仿生學(xué)已延伸到很多領(lǐng)域，建材仿生是其應用領(lǐng)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(shí)現高級動(dòng)物豐富的功能，如思維、感知等，也就是說(shuō)能夠研制出智能化材料。

　�、劢馄蕦W(xué)研究表明，動(dòng)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、調節溫度、防水、阻止化學(xué)物質(zhì)和細菌進(jìn)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(fēng)、光等對建筑產(chǎn)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(mǎn)足節能的要求。如比利時(shí)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(diǎn)，在建筑界面外裝置一層遮陽(yáng)百葉作雙層皮，通風(fēng)管道置于雙層皮中。夏天可阻擋陽(yáng)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，又達到了節能的目的。建筑物的防水材料一直是個(gè)難題，而人和動(dòng)物的皮膚具有很好的防水性能。汗液可以滲透出來(lái)，外面的水卻透不進(jìn)去。這一巧妙功能，促使人們正在探索皮膚微觀(guān)結構的奧秘，它將為解決建筑防水問(wèn)題開(kāi)辟新的途徑。

　�、芎扇~出污泥而不染，歷來(lái)為世人所稱(chēng)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(shù)生產(chǎn)出的涂層涂覆在水龍頭、門(mén)窗等不會(huì )沾上手印及污漬等。

　�、菽壳敖ㄖ�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(lái)。多數材料在接近極限荷載時(shí)發(fā)生突然破壞，使得人們無(wú)法進(jìn)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(shí)候，眼睛會(huì )充血；體內被病菌感染時(shí)，體溫會(huì )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(jìn)行研究的。

　�、薰δ芊律�材料更加高級的功能還有自我調節和自我修復功能。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(jìn)行自我調整，符合外部作用的需要，這種性能就是自我調節功能。自我修復功能是指材料本身具有類(lèi)似于自然生物的自我生長(cháng)、新陳代謝的功能，對遭受破壞或傷害的部位能夠進(jìn)行自我修復、自愈再生，這樣建筑物的壽命可大大延長(cháng)，安全性也會(huì )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(zhù)材料科學(xué)、電子技術(shù)以及自動(dòng)控制手段的不斷進(jìn)步，必將不斷取得新的進(jìn)展，未來(lái)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建材相比，有哪些獨特的功能？（4分）

　　答：

　　2．請根據第①②段的說(shuō)明，用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言說(shuō)說(shuō)什么是功能仿生建材？(3分)

　　答：

　　3．第③段中畫(huà)橫線(xiàn)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(huà)橫線(xiàn)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(shuō)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能優(yōu)勢。

　　B.模仿人和其他動(dòng)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(wèn)題。

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

　　D.目前，材料科學(xué)、電子技術(shù)以及自動(dòng)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(xué)運用于建材研究與制造的一個(gè)方面。你能根據自己的理解、認識或借助聯(lián)想和想像，另舉一類(lèi)仿生建材或其他仿生的例子嗎？要求簡(jiǎn)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(mǎn)足節能的要求。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，自我修復功能。（4分。答出其中四個(gè)要點(diǎn)即可得4分；以此為基礎，每少答或答錯一個(gè)要點(diǎn)扣1分）

　　2.功能仿生建材就是人們通過(guò)研究、模仿生物體固有的特性、功能研制出來(lái)的，具有或部分能夠實(shí)現高級生物功能的智能化建筑材料。（3分。按三個(gè)部分賦分：“人們通過(guò)研究、模仿生物體固有的特性、功能研制出來(lái)”1分；“具有或部分能夠實(shí)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(yáng)百葉作雙層皮，并將通風(fēng)管道置于雙層皮中。（3分。若答“在一些高層建筑上……并滿(mǎn)足節能要求”一句，得1分）

　　4.功能仿生材料還有自我調節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�？蒲腥藛T通過(guò)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(lǐng)域的超聲波雷達。這種雷達能對相關(guān)固定物體進(jìn)行準確定位，并能提供一定范圍內空中移動(dòng)物體的有關(guān)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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