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。現(xiàn)在美國哈佛大學(xué)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(xué)模型及細胞生物學(xué)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(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)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(fù)雜的力學(xué)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(xué)家或者工程師的角度研究生物學(xué)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(xué)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。