由仿生學發明的電子書

最初，人們用石頭、獸骨、甲骨或竹簡等記載文字，無論是閱讀還是攜帶，都很不方便。后來，蔡倫發明了紙張，人類才有了可以方便攜帶和閱讀的書本。

隨著社會的不斷進步和科學的飛速發展，人們越來越不滿足書本的現狀。現在，科學家已經利用仿生學，發明出一種能給人類帶來更多方便和好處的書——“電子書”。

什么是仿生學?就是透過大自然多樣的生物現象，進而啟發人類創意并應用于工程領域的一門學問。仿生學的歷史上有許多知名的例子，早在1948年，瑞士的一名工程師麥斯楚就因為身上所沾染的芒刺，靈光一閃，發明了以勾環相扣的尼龍刺黏扣，也就是俗稱的“魔鬼沾”。隨著納米科技的發展，科學家們開始嘗試探索自然界生物及其獨特的行為特性，從而學習其背后的原理與法則。

池塘或水洼中常有一種叫做水黽的昆蟲，電子書的發明就是利用了它的生物特性，即用表面張力來顯示文字與圖像。

電子書利用一種電潤濕顯示技術，通過外加電壓來改變液體的表面張力，透過約20伏特外加電壓的作用，就可得到相當于一般紙張的反射系數與對比(紙張的反射系數約60％，對比約15)。

最簡單的電子書是黑白畫面的，它可以顯示文字與黑白相片。若進一步對油膜(油滴)染色，就可產生彩色畫面。

電子書靠環境光源的反射來呈現資訊，因此，它的技術重點在于如何讓光線適當地反射。在無外加電壓時，疏水絕緣面上的油滴可借助疏水絕緣面、油膜與水三者之間表面張力的平衡，讓油膜均勻地分布在含透明電極的底材上，呈現出均勻的色彩。

加上電壓后，額外提供的電能將改變原先的平衡狀態，而把油膜上方的水拉向疏水絕緣面，油膜就被水擠壓成油滴形狀。油滴部分呈現色彩，絕緣面上含水的部分則因其透光性而呈現底材的白色，因而可以顯現字型作為電子書顯像用，并且它的顯示效果和視覺感觀與一般的書寫紙幾乎完全相同。值得注意的是，電子書技術具有畫面記憶特性，一旦畫面顯示后就不再耗電，這對于便攜式電子閱讀器來說也是一個非常重要的優勢。在材料工藝上，電子書甚至可以做成與紙一樣可折疊彎曲。

電子書的優點：它的視讀狀況比較好，即使長時間凝視也不會令眼睛疲勞；對比度高，它靠環境反射光線來顯示，環境光線越強對比度就越高，特別適合戶外觀看；它的反射率是液晶的6倍，對比度是液晶的2倍；耗電低，電子紙具備雙穩態特性，有畫面記憶功能，畫面不變化就不會耗電，翻頁時才會消耗電力，具備低成本的潛力。

電子書的缺點：響應速度慢，最頂級的電子紙響應時間大約50ms，量產的電子紙響應時間大約200～500ms，這就意味著電子紙無法播放連續畫面的節目；壽命短，以現在的技術，電子書只能用5～10年。

電子書最大的市場應該是學生群體。由于電子書可以隨時連線升級內容，所以，它的終極目標是取代課本，有了它，學生就可以不用背著沉重的書包上學了。

同時，如果電子書可以使用10年，那么就不需要每年都印刷一次課本，不僅減少了紙張的使用，節約了印刷、發行、運輸成本，還可以省去印刷環節，減少環境污染。

但是，如果只是為了短時間內看幾本書而買一個電子書閱讀器，顯然很不合算；只有長時間使用時，電子書閱讀器的成本平均才會很低。

令人振奮的是，新的電子書顯示屏將很快應用于其他電子產品中。或許就在明天或后天，電子報紙和電子雜志也能夠折疊或卷起來，并通過無線網絡進行更新，讀者可以像攜帶普通報紙一樣攜帶這種電子報紙。

仔細探索日常生活中可以觀察到的一些現象背后的原因(如王蓮葉片驚人的載重能力以及水黽在水上輕易滑行的功夫，凸顯的是表面張力在生物界所發揮的功能)，再把它引入工業，往往能給我們帶來許多意想不到的收獲。