相關 研究 成熟 ， 就 能 靠 磁力 和 電力 行走 ， 車速 與 需 耗費 大量 電力 的 線性 馬達車 一樣 快 的 環保車 ， 再 也 不 是 夢想 。 李林塔爾 的 滑翔機 __UNDEF__ 鵜鶘 的 超強 飛行術 __UNDEF__ 空氣 流動 __UNDEF__ 利用 升力 的 飛行 方式 __UNDEF__ 升力 __UNDEF__ 萊特 兄弟 的 飛機 __UNDEF__ 模仿 鵜鶘 的 飛機 __UNDEF__ 關鍵 在於 人類 的 骨骼 ？ 大規模 建築物 的 建築 祕辛 __UNDEF__ 法國 巴黎 的 艾菲爾 鐵塔 是 世界 知名 的 電波塔 ， 為了 建 得 輕巧 堅固 ， 據說 當初 設計 骨架 時 ， 還 參考 了 人類 骨骼 的 結構 。 建成 於 一八八九年 的 艾非爾 鐵塔 ， 當初 是 為 了 巴黎 世界 博覽會 而 落成 。 現在 的 高度 為 三百二十四 公尺 ， 比 東京 鐵塔 的 三百三十三 公尺 低 。 艾菲爾 鐵塔 取名 自 建築家 古斯塔夫 ‧ 艾菲爾 ， 他 也 是 美國 自由 女神 像 框架 的 建造 者 。 艾菲爾 鐵塔 是 參考 人類 的 大腿骨 「 股骨 」 的 形狀 建造 而 成 。 骨頭 的 構造 一共 有 三 層 ， 包括 外側 填滿 組織 的 「 緻密 骨 」 ， 和 內側 的 「 海綿骨 」 ， 還 有 位於 中心 部位 的 骨髓 組織 。 大腿骨 結合 了 緻密骨 與 海綿骨 ， 藉 此 達到 輕量 且 堅硬 的 目的 ， 可以 避免 衝撞 帶來 的 傷害 ， 維持 骨骼 壽命 。 緻密骨 可以 分散 衝擊 力道 ， 施力 越 強 的 部位 ， 緻密骨 就 越 厚 ， 強度 也 就 越 高 。 桁架 結構 也 可 見 於 大腿骨 的 海綿骨 中 ， 是 由 三角形 組合 而 成 ， 是 一 種 輕盈 又 堅固 的 構造 。 讓 我們 以 橋梁 為 例 ， 思考 桁架 結構 為什麼 會 這麼 堅固 吧 ！ 如果 拿 著 重物 走 在 只 用 一 條 細長 木板 搭成 的 橋 上 ， 橋面 一定 會 往 下 彎 ， 這 是 因為 細長 木板 無法 承受 來自 上方 的 壓力 。 不過 ， 若是 將 木板 以 三角形 排列 組裝 （ 做成 桁架 結構 ） ， 乘載 重物 的 受 力 方式 就 會 改變 ， 橋面 不 容易 彎曲 。 骨骼 構造 __UNDEF__ 巴黎 的 象徵 「 艾菲爾 鐵塔 」 __UNDEF__ 影像 提供 ／PIXTA __UNDEF__ 艾菲爾 鐵塔 __UNDEF__ 骨骼 剖面圖 ， 裡面 的 組織 就 像 海綿 一樣 。 採用 與 大腿骨 構造 相仿 的 __UNDEF__ 桁架 結構 __UNDEF__ 骨頭 是 由 哪些 構造 __UNDEF__ 組成 的 ？ 桁架 結構 的 優點 是 不 需要 填滿 空隙 ， 只要 少量 材料 就 能 支撐 龐大 建築物 ， 也 很 適合 用來 減輕 建築物 的 重量 。 再 加上 下 寬 上 窄 的 鐵塔 設計 能 承受 風雨 侵襲 ， 便 成為 了 我們 現在 看到 的 巴黎 鐵塔 。 西班牙 建築師 安東尼 ‧ 高第 曾 說 ： 「 結構 必須 從 大自然 中 學習 。 」 他 認為 大自然 的 外形 不只 美麗 ， 更 擁有 穩定 的 結構 。 高第 的 知名 建築物 「 聖家 宗座 聖殿 暨 贖罪殿 」 模仿 樹枝 的 外形 ， 捨棄 當時 建築物 一定 會 有 的 「 飛扶壁 」 補強 結構 。 此外 ， 聖殿 內 的 迴旋梯 是 以 海螺 為 設計 靈感 。 另一方面 ， 英國 在 二〇〇三年 落成 的 「 聖瑪莉 艾克斯 三十 號 大樓 」 則 是 近似 海綿 動物 「 阿氏 偕老 同 穴 」 ， 採用 三角形 雙層 玻璃 結構 ， 可以 承受 強烈 的 高樓風 。 不僅 如此 ， 大樓 內部 很 通風 ， 消耗 的 電力 只 有 普通 大樓 的 一半 左右 。 聖家 宗座 聖殿 暨 贖罪殿 / 左 ： 外觀 、 右 ： 迴旋梯 __UNDEF__ 桁架 構造 __UNDEF__ 下列 建築物 也 模仿 了 __UNDEF__ 生物 的 身體 構造 __UNDEF__ 大腿骨 的 上方 較 粗 ， 用來 __UNDEF__ 支撐 身體 重量 ， 若 倒過來 __UNDEF__ 放 ， 就 成為 穩固 的 地基 。 影像 提供 ／imagenavi __UNDEF__ 聖瑪莉 艾克斯 30 號 大樓 __UNDEF__ 大家 穿 的 衣服 也 不例外 ？ 靈感 來自 某 種 生物 __UNDEF__ 大家 看過 絲綢 嗎 ？ 這 是 一 種 擁有 美麗 光澤 ， 常 用來 製作 禮服 的 布料 。 絲綢 是 人類 自古以來 使用 的 布料 ， 以 蠶 吐 的 絲 製成 。 大家 現在 常 穿 的 尼龍 布料 ， 就 是 模仿 蠶絲 製成 的 。 絲綢 又 稱為 絲 ， 是 從 蠶 的 幼蟲 「 蠶 寶寶 」 製成 的 「 繭 」 抽出來 的 線 。 繭 是 一 種 類似 膠囊 的 外殼 ， 用來 保護 蠶蛹 。 三 公分 左右 的 蠶繭 可以 抽出 超過 一 公里 的 絲 。 蠶絲 又 輕 又 耐用 ， 還 閃閃 發亮 ， 十分 美麗 ， 是 其 特色 所在 。 蠶絲 的 成分 接近 人體 肌膚 ， 保溼性 高 ， 穿起來 非常 舒服 。 不過 ， 製造 過程 相當 昂貴 ， 通常 用來 製成 高級 內衣 或 套裝 禮服 。 蠶絲 是 由 絲蛋白 構成 ， 無法 人工 合成 ， 價格 昂貴 ， 一般人 買 不 下手 。 為 了 改善 這 個 問題 ， 有 人 開始 研究 是否 可以 模仿 絲綢 ， 製作出 類似 蠶絲 的 纖維 。 終於 在 一九三五年 ， 美國 成功 研發出 尼龍 纖維 。 尼龍 是 世界 上 第一 個 人工 製成 的 「 合成 纖維 」 ， 以 石油 為 原料 。 尼龍 的 特色 在於 比 蠶絲 細 且 具有 彈力 ， 不 容易 起皺 ， 弄溼 了 也 很 容易 乾燥 。 此外 ， 尼龍 像 絲 一樣 帶有 光澤 ， 卻 比 絲 便宜 ， 還 能 大量 製造 ， 因此 一 問世 很 快 就 風靡 全 世界 。 不只 是 衣服 ， 廠商 們 還 用 尼龍 製成 絲襪 、 襪子 、 傘 等 大家 常 用 的 物品 。 人造絲 __UNDEF__ 尼龍 登場 __UNDEF__ 絲綢 是 什麼 樣 的 線 ？ 蠶 寶寶 __UNDEF__ 尼龍 製品 __UNDEF__ 蠶繭 __UNDEF__ 絲綢 __UNDEF__ __UNDEF__ 受到 尼龍 這 類 便宜 的 合成 纖維 影響 ， 蠶絲 的 需求量 大幅 減少 ， 於是 絲綢 製造商 開始 著眼於 蠶絲 的 優點 ， 將 蠶絲 運用 在 衣服 以外 的 其他 用途 上 。 舉例 來 說 ， 蠶絲 的 成分 接近 人體 ， 若是 進入 人體 也 不會 造成 太 大 影響 ， 因此 醫界 將 蠶絲 用來 縫合 傷口 。 不過 ， 廠商 們 仍 在 研究 是否 可以 進一步 利用 蠶絲 ， 製造出 比 現有 製品 更 無害 人體 的 商品 。 此外 ， 醫界 也 將 以 特殊 方法 加工 的 蠶絲 海綿 ， 用來 治療 手肘 與 膝蓋 等 關節 軟骨 ， 有效 促進 再生 。 由於 蠶絲 的 成分 可以 有效 鎖住 肌膚 水分 ， 預防 對 肌膚 有害 的 紫外線 ， 因此 也 常 用來 製造 美容 精華液 、 乳液 等 保養品 。 不僅 如此 ， 蠶絲 富含 胺基酸 ， 也 被 開發成 健康 食品 。 近年 來 科學家 利用 基因 操控 ， 將 蜘蛛 的 基因 注射 進 蠶 寶寶 的 身體 裡 ， 使 蠶 寶寶 成功 吐出 「 蜘蛛絲 」 。 蠶寶寶 吐出 的 蜘蛛絲 是 一 種 同時 擁有 絲綢 與 真正 蜘蛛絲 （ 請 參照 第三十三 頁 ） 優點 的 纖維 ， 彈性 比 尼龍 更 好 ， 不 容易 受到 熱 與 紫外線 影響 。 目前 已經 有 廠商 開發出 含有 一成 蜘蛛絲 成分 的 纖維 。 製造 合成 纖維 時 不只 使用 石油 ， 製造 過程 還 會 排出 大量 二氧化碳 。 從 友善 地球 的 觀點 來 看 ， 蠶寶寶 吐出 的 絲 未來 還 有 許多 發展 空間 。 無法 戰勝 便宜 的 尼龍 ？ 蠶絲 的 全新 挑戰 __UNDEF__ 蠶 吐出 「 蜘蛛絲 」 ？ 小知識 __UNDEF__ 效法 天然 纖維 研發出 的 合成 纖維 __UNDEF__ 尼龍 是 模仿 絲綢 製成 的 合成 纖維 ， 事實 上 ， 其他 的 合成 纖維 也 都 是 從 棉花 、 羊毛 等 天然 纖維 的 特性 取得 靈感 ， 成功 研發出來 的 。 你 穿 的 衣服 也 是 這些 纖維 做 的 嗎 ？ 聚脂 纖維 ： 模仿 棉花 特性 製成 的 纖維 。 壓克力 纖維 ： 模仿 羊毛 特性 製成 的 纖維 。 海綿 也 是 模仿 某 種 生物 製成 的 ？ 大家 洗澡 時 用來 刷洗 身體 ， 或 幫 媽媽 洗碗 時 使用 的 海綿 ， 其實 是 模仿 實際 上 存在 的 生物 ， 也 就 是 「 海綿 動物 」 製造出來 的 。 你 知道 海綿 是 什麼 樣 的 生物 嗎 ？ 海綿 是 服貼 在 海 底 岩場 生活 的 動物 ， 雖然 名稱 裡 有 個 「 海 」 字 ， 但 在 日本 是 生長 在 琵琶湖 等 淡水 之中 。 海綿 動物 的 形狀 十分 多樣 ， 有 外形 扁平 的 ， 也 有 壺狀 、 樹枝狀 等 。 有 些 海綿 動物 吃 蝦子 ， 但 大多數 海綿 動物 吃 的 是 漂浮 在 水 中 的 微生物 。 海綿 動物 的 身 上 有 許多 小 洞 ， 這些 小 洞 會 吸入 附近 的 水 ， 過濾 食物 吃掉 ， 再 將 多餘 的 水 一起 從 其他 小 洞 排出 。 小 洞 越 多 ， 代表 吸取 的 水量 越 多 。 海綿 的 開發 靈感 來自於 海綿 動物 充分 吸水 的 構造 ， 除了 天然 海綿 之外 ， 還 有 以 化學 纖維 製成 的 合成 海綿 等 各 種 類型 。 天然 海綿 是 使用 沐浴 角骨 海綿 等 海綿 動物 製成 ， 摸起來 很 舒服 ， 國外 大多 拿來 做成 清洗 身體 的 洗澡 海綿 。 而 海綿 的 英文 是 「 Sponge 」 ， 自古 就 與 人類 的 生活 息息相關 。 人造 海綿 的 種類 相當 多 ， 包括 打掃用