螞蟻力大之謎

　　世界上從來(lái)沒(méi)有一個(gè)人能夠舉起超過(guò)他本身體重3倍的重量，從這個(gè)意義上說(shuō)，螞蟻的力氣比人的力氣大多了。這個(gè)“大力士”的力量是從哪里來(lái)的呢？看來(lái)，這似乎是一個(gè)有趣的“謎”�？茖W(xué)家地行了大量實(shí)驗(yàn)研究后，終于揭穿了這個(gè)“謎”。原來(lái)，它腳爪里的肌肉是一個(gè)效率非常高的“發(fā)動(dòng)機(jī)”，比航空發(fā)動(dòng)機(jī)的效率還要高好幾倍，因此能產(chǎn)生這么大的力量。我們知道，任何一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)都需要有一定的燃料，如汽油、柴油、煤油或其它重油。但是，供給“肌肉發(fā)動(dòng)機(jī)”的是一種特殊的燃料。這種“燃料”并不能燃燒，卻同樣能夠把潛藏的能量釋放出來(lái)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。不燃燒也就沒(méi)有熱損失，效率自然就大大提高�；瘜W(xué)家們已經(jīng)知道了這種“特殊燃料”的成份，它是一種十分復(fù)雜的磷的化合物。螞蟻的機(jī)體和其它動(dòng)物的機(jī)體一樣，是由食物中吸取各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而生成的。構(gòu)成這些“肌肉發(fā)動(dòng)機(jī)”的主要物質(zhì)是大家熟悉的蛋白質(zhì)——酶和激素蛋白。這些激素蛋白和酶的形狀，在電子顯微鏡底下是可以看得見(jiàn)的，可惜由于顯微鏡零件靈敏度的影響，目前對(duì)肌纖維結(jié)構(gòu)的了解還不徹底，但是有一點(diǎn)可以肯定，在肌纖維里，由于酶和激素蛋白的作用，分子間存在著相互作用的電力。這就是說(shuō)，在螞蟻的腳爪里，藏著幾十億臺(tái)微妙的小電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力。這個(gè)發(fā)現(xiàn)，激起了科學(xué)家們的一個(gè)強(qiáng)烈愿望——制造類似的“人造肌肉發(fā)動(dòng)機(jī)”。試驗(yàn)開(kāi)始了。他們把特種塑料制成的小帶放在蒸餾器里，淋上酸性溶液，小帶就像有彈性一樣，向上收縮，并把掛在它下面的重物提起；如果淋上堿性溶液，小帶就伸長(zhǎng)，把重物下放。目前，這種“人造肌肉”的力量是很小的，只能在實(shí)驗(yàn)室范圍內(nèi)制造和研究，但是可以相信，不久會(huì)制成強(qiáng)有力的“人造肌肉發(fā)動(dòng)機(jī)”。從發(fā)展前途來(lái)看，如果把螞蟻腳爪那樣有力而靈巧的自動(dòng)設(shè)備用到技術(shù)上，那將會(huì)引起技術(shù)上的根本變革，那時(shí)電梯、起重機(jī)和其它機(jī)器的面貌將煥然一新。現(xiàn)在我們用的起重機(jī)一般也是靠電動(dòng)機(jī)工作的，但是作功的效率比起螞蟻來(lái)可差遠(yuǎn)了。為什么呢？因?yàn)榛鹆Πl(fā)電要靠燒煤，使水變成蒸汽，蒸汽推動(dòng)葉輪，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，這中間經(jīng)過(guò)了將化學(xué)能變?yōu)闊崮�，熱能變成機(jī)械能，機(jī)械能變成電能這么幾個(gè)過(guò)程。在這些過(guò)程中，燃燒所產(chǎn)生的熱能，有 一部分白白地跑掉了，有一部分因?yàn)橐�克服機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦力而消耗掉了，所以這種發(fā)動(dòng)機(jī)效率很低，只不過(guò)30～40％。而螞蟻發(fā)動(dòng)機(jī)利用肌肉里的特殊燃料直接變成電能，損耗很少，所以效率很高。人們從螞蟻發(fā)動(dòng)機(jī)中得到啟發(fā)，制造出了一種將化學(xué)能直接變成電能的燃料電池。這種電池利用燃料進(jìn)行氧化——還原反應(yīng)直接發(fā)電。它沒(méi)有燃燒過(guò)程，所以效率很高，達(dá)到70～90％。