小记者科普——蚂蚁与人造肌肉发动机

时间:2018-06-10 秀屿新闻网 阅读:

打印 放大 缩小

蚂蚁是动物界的小动物,可是它有很大的力气。如果你称一下蚂蚁的体重和它所搬运物体的重量,你就会感到十分惊讶!它所举起的重量,竟超过它的体重差不多有100倍。世界上从来没有一个人能够举起超过他本身体重3倍的重量,从这个意义上说,蚂蚁的力气比人的力气大得多了。

这个“大力士”的力量是从哪里来的呢?

看来,这似乎是一个有趣的“谜”。科学家进行了大量实验研究后,终于揭穿了这个“谜”。

原来,它脚爪里的肌肉是一个效率非常高的“原动机”,比航空发动机的效率还要高好几倍,因此能产生这么大的力量。我们知道,任何一台发动机都需要有一定的燃料,如汽油、柴油、煤油或其他重油。但是,供给“肌肉发动机”的是一种特殊的燃料。这种“燃料”并不燃烧,却同样能够把潜藏的能量释放出来转变为机械能。不燃烧也就没有热损失,效率自然就大大提高。化学家们已经知道了这种“特殊燃料”的成分,它是一种十分复杂的磷的化合物。

这就是说,在蚂蚁的脚爪里,藏有几十亿台微妙的小电动机作为动力。

这个发现,激起了科学家们的一个强烈愿望——制造类似的“人造肌肉发动机”。

从发展前途来看,如果把蚂蚁脚爪那样有力而灵巧的自动设备用到技术上,那将会引起技术上的根本变革,那时电梯、起重机和其他机器的面貌将焕然一新。

现在我们用的起重机一般也是靠电动机工作的,但是作功的效率比起蚂蚁来可差远了。为什么呢?因为火力发电要靠烧煤,使水变成蒸汽,蒸汽推动叶轮,带动发电机发电。这中间经过了将化学能变为热能,热能变成机械能,机械能变成电能这么几个过程。在这些过程中,燃烧所产生的热能,有一部分白白地跑掉了,有一部分因为要克服机械转动所产生的摩擦力而消耗掉了,所以这种发动机效率很低,只有30~40%。而蚂蚁发动机利用肌肉里的特殊燃料直接变成电能,损耗很少,所以效率很高。

人们从蚂蚁发动机中得到启发,制造出了一种将化学能直接变成电能的燃料电池。这种电池利用燃料进行氧化—还原反应来直接发电。它没有燃烧过程,所以效率很高,达到70~90%。

责任编辑  林剑升