功能仿生建材閱讀練習及答案

功能仿生建材

①自然界在億萬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。透過研究、學習、模仿來複制和再造某些生物的特性和功能，將極大的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。現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。

②研製功能仿生建材的目的是使人造的材料具有或能夠部分實現進階動物豐富的功能，如思維、感知等，也就是說能夠研製出智能化材料。

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、調節溫度、防水、阻止化學物質和細菌進入及自修復等功能的複雜層狀組織。人們從這裏受到了啓發，在一些高層建築上，應用恰當的裝飾材料，將風、光等對建築產生負面影響的能量，轉化爲高層建築環境所需能量的一部分，化害爲利，變廢爲寶，創造更富有活力的生存與行爲環境，並滿足節能的要求。如比利時首都布魯塞爾馬蒂尼大廈的建築師和工程師，模仿變色蜥蜴的面板對環境能做出反應的特點，在建築介面外裝置一層遮陽百葉作雙層皮，通風管道置於雙層皮中。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，又達到了節能的目的。建築物的防水材料一直是個難題，而人和動物的面板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，促使人們正在探索麪板微觀結構的奧祕，它將爲解決建築防水問題開闢新的途徑。

④荷葉出污泥而不染，歷來爲世人所稱讚，人們利用這種荷葉效應，研製出各種自潔淨、防污漬材料和塗料，如自潔淨玻璃，還有利用自潔淨技術生產出的塗層塗覆在水龍頭、門窗等不會沾上手印及污漬等。

⑤目前建築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。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，體溫會上升發燒等等，這些都是對自身的異常狀態向外傳遞信號。具有自我診斷、預告破壞功能的材料就是在這種思想的啓發下進行研究的。

⑥功能仿生材料更加進階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似於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，這樣建築物的壽命可大大延長，安全性也會得到很大程度的增強。

⑦智能建材的探索和研究雖然還剛剛起步，但是隨着材料科學、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，未來的建築及所用的材料將走向智能化。(選自《百科知識》，略有改動)

14.請根據第①②段的說明，用簡潔的語言說說什麼是功能仿生建材? (5分)

15.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?(5分)

參考答案：

14、功能仿生建材就是人們透過研究、模仿生物體固有的特性、功能研製出來的，具有或部分能夠實現進階生物功能的智能化建築材料。(5分，按三個部分賦分意思對即可；人們透過研究、模仿生物體固有的特性、功能研製出來2分；具有或部分能夠實現進階生物功能2分；智能化建築材料1分)

15、答案要點：①能將作用於建築物的負面影響的能量，轉化爲建築環境所需能量的一部分，化害爲利，並滿足節能的要求。②具有獨特的防水性能.③具有自潔淨，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.