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生物模仿的尖端技术,在日本的工业产品中广泛利用

将仿生技术融入车身颜色的丰田豪华车品牌“雷克萨斯”旗舰Coupe“LC”特殊规格车(由丰田提供)。所谓“Coupe”是指双门轿跑车

    日本工业产品如豪华车、食品包装和高性能薄膜等中, 运用生物的优良结构和功能的生物模仿(仿生)技术正在大展身手。为了满足日本消费者追求高品质的严格需求,我们从动植物中获得灵感,追求着技术开发的努力,证实了“制造业立国”的实力。

将“世界上最美丽的蝴蝶”用在了车体颜色上

    生息在南美的“闪蝶”,被称为“世界上最美丽的蝴蝶”。日本最大的汽车厂家,从其发出蓝光的翅膀上获得灵感,限量发售了车体被称为“结构蓝色”的闪蓝车体色特别规格车。这是为纪念该厂在日本销售的豪华品牌车累计台数达到50万台,作为旗舰轿跑车在2018年4月发售的车型。该车型引人注目,但由于是限量销售,于2018年7月上旬结束了其销售。
    该车型采用的是从闪蝶翅膀上获得灵感的“结构色”原理。翅膀虽然是无色的,但其结构受光后只反射并强调特定波长的光,在人看来就是闪耀着蓝光了。经过长达15年的漫长开发诞生的用于汽车的结构色性颜料,其物质本身并无着色,而是通过反射光线,绽放出的绚烂的鲜艳和耀眼的光辉,更突出车体的美观。

丰田汽车的豪华车品牌“雷克萨斯”旗舰Coupe“LC”特殊规格车。采用从“闪蝶”发出蓝色的翅膀上获得灵感的“结构蓝色”的车体颜色(由丰田提供)

“结构蓝色”的结构色原理。以闪蝶翅膀的结构为基础开发的积层结构的颜料。吸收蓝色以外的光,只强烈反射蓝光,发出蓝色(由丰田提供)

模仿荷叶的酸奶盖

    大型食品厂和大型材料厂从荷叶上获得灵感,共同开发出了防止里盖沾上酸奶的盖子。这就是被称为“拒水处理包装”的技术。荷叶表面上有很小的凹凸,让其上面即使有水也会被排开,变成水珠滴落下去,该技术正是模仿了这个原理。即使沾上了酸奶也能马上变成小珠滴落,所以在打开酸奶时盖子上就没有沾上酸奶了。
    经过大约1年的开发,于2010年2月投入使用。拒水处理包装在2013年获得了以世界各国的优秀包装为对象评选的国际大奖“杜邦创新包装奖” 银奖。厂家说“酸奶不沾盖变得更卫生,根据消费者的要求开发出来的技术获得了好评”。

酸奶的包装(Bifidus各色装4连(森永乳业提供)。森永乳业与大型材料厂东洋铝业株式会社从荷叶中获得灵感共同制作的产品

实际的荷叶

拒水处理前的盖子(森永乳业提供)

拒水处理后的盖子(森永乳业提供)

关注不易反射光的飞蛾眼睛

    也有从同样有凹凸结构,但不是植物而是从昆虫中获得灵感开发出来的产品。
    飞蛾夜间出没的较多,可在夜间微弱的光线下活动。也就是它能很有效地将光吸收进眼。其秘密就是被称作“蛾眼结构”的复眼表面的微小突起。有了这些突起,就不容易反射光了。
    将蛾眼无限放大后来看。第六张图片是小到电子显微镜才能看得见的。

    日本化学大厂和神奈川县的研究所融合蛾眼结构共同开发了透明的塑料膜,于2013年夏天制成产品销售。
    例如美术馆的绘画和图片裱装时,会用玻璃板或亚克力板来保护作品,但却反射光线,因此有不少人感觉作品观赏起来很困难。但是如果在表面贴上膜,就不会反射光线,作品变得更清晰了。

将三菱化学与神奈川科学技术研究院(现为地方独立行政法人神奈川县立产业技术综合研究所)共同开发出的高性能膜“MOSMITE”贴在透明板上的绘画(左)。未贴膜的右侧,放在前面的图案反射在了透明板上(三菱化学提供)

    透明玻璃或亚克力板都会分别反射板子正反面的光,可见光的穿透率降到约92%。将该膜贴在表面上即可将穿透率提高至约96%,正反两面贴膜其穿透率约为100%,几乎所有的光都可穿透,不再反射。在拍摄绘画作品时不会拍进自己的影子,能够从正面拍摄,因此受到好评。

贴了“MOSMITE”的绘画(左)看起来很鲜明,未贴膜的绘画将荧光灯的光映照在透明板上了(三菱化学提供)

“MOSMITE”的表面。1毫米见方中有1亿个突起排列(三菱化学提供)

    该技术除美术馆外,还用于汽车的导航屏面等上。将来还可贴在太阳能板上,提高太阳光的吸收效率等,其用途无限。
    日本的制造业为进行提高消费者满意度的质量改进,一直以来虚心向生物和大自然进行学习,实现了其发展。让全世界的消费者震惊的下一个技术革新也将潜伏在我们身边意想不到的地方的。

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