海洋科普:100年前的發(fā)明,人類不用,鯊魚都要用膩了
發(fā)布時間:2021-07-22
瀏覽次數(shù):1293

1920年,尼古拉·特斯拉發(fā)明了一個奇怪的被動止回閥,這個閥門沒有開關(guān),沒有任何可移動組件,卻允許流體在一個方向上優(yōu)先流動,反方向則流動不暢,速度越快流動越困難,甚至完全不可流動。

是不是覺得不可思議?更不可思議的是,特斯拉發(fā)明的這個閥門,確實也沒有廣泛的用途,你現(xiàn)在甚至很難指出它曾用在什么東西。然而來自加州州立大學(xué)多明格斯山分校、華盛頓大學(xué)和加州大學(xué)歐文分校的一項研究卻表明,被我們?nèi)祟悧壷舯致牡奶厮估y,海洋中的鯊魚卻早就在使用了,并且為它們帶來了相當(dāng)?shù)囊嫣帯?/span>

特斯拉閥特斯拉自己稱為瓣膜導(dǎo)管,內(nèi)部由一系列交替的管路分支構(gòu)成,每條管路都有兩個分支,其中一個轉(zhuǎn)了一個弧形后回來,與另一條管道相對,這就導(dǎo)致流體從反向進(jìn)入管道后,弧形分支的流體與傾斜管道的流體對沖,導(dǎo)致能量損失。

多個這樣的分支連在一起后,反向進(jìn)入的液體能量損失越來越大,最后就可能無法流動,從而成為一個特殊的止回閥。但正向進(jìn)入的液體,卻可以暢通無阻。比如你用特斯拉閥吸管喝水,正向可隨意喝,反向你就很難喝到水了。

科學(xué)家們?yōu)榱搜芯旷忯~如何消化食物,以及在海洋生態(tài)系統(tǒng)中究竟扮演什么角色,利用計算機(jī)斷層掃描儀 (CT) 創(chuàng)建了鯊魚腸道的高分辨率3D圖像,無需進(jìn)行解剖,就能對復(fù)雜的鯊魚腸道進(jìn)行研究。因為鯊魚的腸道是如此的復(fù)雜,里面的重疊層如此之多,如果解剖的話,就會破壞組織的結(jié)構(gòu)和連通性,就像拿剪刀去剪卷起的報紙,試圖理解報紙的內(nèi)容一樣。

研究發(fā)現(xiàn),鯊魚腸道內(nèi)部呈螺旋形,就像100年前特斯拉發(fā)明的特斯拉閥,可以減緩食物的移動,并引導(dǎo)其向下通過腸道。什么意思呢?研究人員認(rèn)為,大多數(shù)鯊魚要幾天甚至幾周才能獲得一次大餐,因此需要在身體里存儲食物并盡可能榨取食物的營養(yǎng)。而特斯拉閥腸道導(dǎo)致的食物移動減緩,可以讓鯊魚更長久地保留食物,并且在處理食物時消耗更少的能量。

換句話說,鯊魚吃進(jìn)去的食物要變成粑粑都非常困難,因為這些變成流質(zhì)的食物被一個又一個腸道特斯拉閥管路分支不斷減速,移動緩慢。如果食物也有思維的話,內(nèi)心估計是崩潰的,這么多天了,才到第8個分支,要拉要消化,你倒是給個痛快啊!

看來鯊魚真是節(jié)約糧食的典范啊,為了減少食物浪費,竟然進(jìn)化出了最聰明的人都不知道可以干什么用的特斯拉閥腸道,并且一代一代遺傳下去,或許正是靠著這種特殊的腸道結(jié)構(gòu),它們的族群才度過了一次又一次海洋環(huán)境改變導(dǎo)致的時艱,幸運地存活下來,一些鯊魚甚至成了海洋里的頂層掠食者。

要是特斯拉泉下有知,現(xiàn)在該是在狂敲棺材板了,天哪!老夫發(fā)明特斯拉閥100年,專利早就過期了,你們不拿來用,讓人家鯊魚先用了,人類的奇恥大辱??!

可能是聽到了特斯拉的棺材聲,研究人員決定繼續(xù)創(chuàng)建各種鯊魚的特斯拉閥腸道模型,測試流體如何通過,并與工程師合作,尋找工業(yè)上的運用靈感,或許可以在廢水處理和水中過濾微塑料,還大自然更潔凈的環(huán)境中找到用處吧。

這項研究7月21日發(fā)表在《皇家學(xué)會會刊B》上。

論文:Shark spiral intestines may operate as Tesla valves

來源:徐德文科學(xué)頻道


歡迎掃碼入群!

深圳科普將定期推出

公益、免費、優(yōu)惠的活動和科普好物!



聽說,打賞我的人最后都找到了真愛。
做科普,我們是認(rèn)真的!
掃描關(guān)注深i科普公眾號
加入科普活動群
  • 參加最新科普活動
  • 認(rèn)識科普小朋友
  • 成為科學(xué)小記者