天熱了,令人討厭的蚊子又出來了,有一首詩,《詠蚊子》(幼時(shí)常在水中游。化羽輕盈入九州,六足纖纖隨夜舞,一槍躍躍使君愁,落時(shí)毛發(fā)無知覺,飛去痙攣少念頭,冷眼人間吸血客,秋風(fēng)若起百般休)就生動地描寫了蚊子吸血作惡的一生,是的,小小的蚊子人人厭惡,是“四害”之一,必須堅(jiān)決消滅!可是蚊子身上的秘密很多,是真正的“小精靈”,是仿生學(xué)家精心研究的對象,這是怎么回事呢?
吸血傳病的“四害”之一
蚊子屬于“昆蟲綱-雙翅目-蚊科”,全球約有3000種,是一種具有刺吸式口器的纖小飛蟲,除南極洲以外,各個大陸都有蚊子的分布。
雄蚊子通常是素食者,以花蜜和植物汁液為生,只有雌蚊子為了獲得蛋白質(zhì)幫助排卵,才吸食血液,被蚊子叮咬后,被叮咬者的皮膚常出現(xiàn)起包和發(fā)癢癥狀,事實(shí)上應(yīng)該說被蚊子“刺”到了,蚊子無法張口,所以不會在皮膚上咬一口,它是用6枝針狀的構(gòu)造刺進(jìn)入人的皮膚,這些短針吸人血液的功用就像抽血用的針一樣,蚊子還會放出含有抗凝血劑的唾液來防止血液凝結(jié),這樣它就能夠安穩(wěn)地飽餐一頓,當(dāng)蚊子吃飽喝足、飄然離去時(shí),留下的就是一個癢癢的腫包,哈哈,這是蚊子送給你的“紅包”!
你知道嗎?蚊子自己也有血液呢,它的血無色透明,血液很干凈,并沒有病毒,含有病毒的是蚊子的唾液,比如瘧疾、黃熱病、西尼爾病毒、登哥熱等,自古以來盡管人類絞盡腦汁,想了種種辦法“滅蚊”,但直到今天,在小小的蚊子面前,人類還是顯得非常被動,這充分說明,蚊子“神通廣大”,是地地道道的“小精靈”!
可不能小看蚊子“小精靈”
蚊子的眼睛名為“復(fù)眼”,非常神奇古怪,它占據(jù)了腦袋表面的大部分面積,這些復(fù)式晶體器官中的每一個眼狀物,都能根據(jù)意愿窺視其他物體,真正“眼觀六路”!這些復(fù)眼還能夠接收人體發(fā)出的熱紅外線圖像,在黑夜中也能“明察秋毫”。
蚊子的嗅覺十分發(fā)達(dá)。可以利用人類的氣息進(jìn)行精確追蹤,人體排出的二氧化碳、汗液都是引導(dǎo)它找到獵物的有效信息,它尋找目標(biāo)主要依靠嗅覺器官,也就是頭上的一對角,來感知空氣中傳來的人體“信息”,并循跡而去,別看蚊子身長不超過1cm,它的搜索能力可是很強(qiáng)的呀,搜索的最遠(yuǎn)距離可達(dá)1km以上。
蚊子還擁有別的動物都不具備的一些天賦:它們不但能夠貼著墻壁往上走,還能夠在水面上行走自如,那么,蚊子又是如何在水面上保持平衡穩(wěn)定的呢?
蚊子有一雙類似于蒼蠅的特殊足墊,上面有堅(jiān)硬的剛毛狀結(jié)構(gòu),它可以幫助蚊子輕而易舉地緊緊貼住垂直和不平整的平面,蚊子的腿上長有許多小槽,里面裝滿了一小袋一小袋的空氣,水面張力使得水難以滲進(jìn)這些小槽中,從而使蚊子可以保持身體干燥,蚊子立在水面上的時(shí)候,腳在水上畫出一道漣漪,水面張力則使它們漂浮起來,向下彎曲的弧線可以承受住蚊子的體重。
神奇的“無痛注射器”
同學(xué)們都打過針吧?當(dāng)針頭刺入肌肉時(shí)都會感到疼痛,原來針頭外邊雖然光滑,但與肌肉還是有摩擦的,會刺激神經(jīng)引起疼痛,能不能發(fā)明一種讓人不痛的注射器呢?
科學(xué)家研究了蚊子的尖嘴,在顯微鏡下,蚊子的長喙具有鋸齒形表面,十分鋒利,刺入皮膚肌肉極其迅速,直出直入,與肌肉沒有摩擦,因此人感覺不到疼痛。
人們根據(jù)蚊子“嘴”的構(gòu)造,設(shè)計(jì)制成了“無痛注射器”,這種注射器的尖細(xì)的針頭外面布滿鋒利鋸齒突起,注射針頭用鈦制成,外徑60μm,內(nèi)徑25μm,粗細(xì)與蚊子嘴差不多(僅為現(xiàn)在一般針頭的1/10),極大地減輕了注射時(shí)的疼痛感,科學(xué)家準(zhǔn)備將這種針頭和血糖傳感器結(jié)合,用于經(jīng)常需要驗(yàn)血的糖尿病患者。
在這種“無痛注射器”的啟發(fā)下,科學(xué)家進(jìn)一步發(fā)明了一種“無針頭注射器”——通過皮膚傳播藥物的高科技注射器,可以在完全無痛的情況下注射有關(guān)藥物。
無針頭注射器是通過壓力注射的設(shè)備,它的原理是高壓使液體藥品通過一個極細(xì)的孔后,產(chǎn)生一個液體柱,穿透皮膚噴射到皮下,無針頭注射器注射不用針頭,注射時(shí)間僅為0.25s,無痛、無聲、安全而且快捷。
無針頭注射器的優(yōu)點(diǎn)是消除了人們對針頭的恐懼,也消除了疼痛,目前大量應(yīng)用于胰島素、疫苗等小劑量液體藥品的注射,對于需長期注射胰島素的病人或者長期需要注射的病人來說,無針頭注射器無疑是一次偉大的革命,已成為醫(yī)療人員使用的新型注射設(shè)備。
自己找血管的“注射器”
你有沒有過這樣經(jīng)歷?靜脈注射時(shí)找不到血管,只得強(qiáng)忍疼痛,被扎了一次又一次!普通人尚且如此,對那些患有脫水癥、心臟病及過度肥胖者來說,靜脈注射更是苦不堪言。
我們看看蚊子吸血找血管的過程就簡單多了,蚊子輕輕落到皮膚上尋找“突破口”,直接把“針管”插入皮膚里,“一針見血”!吸血8s~10s后,就肚子鼓鼓的,蚊子尋找血管的能力極強(qiáng)。迅速而準(zhǔn)確,你想啊。如果蚊子為了找到血管,刺了人體一次又一次,早就驚動主人,不但吸不到血反而被拍死了,這種迅速準(zhǔn)確尋找血管的能力,是億萬年來蚊子在自然環(huán)境中形成的一種適應(yīng)性。
仿生學(xué)家仔細(xì)研究了蚊子尋找血管“一針見血”的方法,精心設(shè)計(jì)出一種會“自己找血管”的高科技注射器——采用多普勒超聲波技術(shù)的新型注射器,這種注射器的設(shè)計(jì)十分巧妙,原理是利用物理學(xué)中的多普勒效應(yīng),原來,在我們?nèi)梭w的皮膚結(jié)構(gòu)中,表皮、脂肪、肌肉組織等都是靜態(tài)的,而血管中不斷流動的血液則是動態(tài)的,你摸摸自己的手腕內(nèi)側(cè)就可以感到跳動的脈搏,利用這個“靜止與流動”明顯的區(qū)別,多普勒超聲波技術(shù)能夠探測到流動著血液的血管的精確位置,提供關(guān)鍵的三維信息,這樣就可以為針頭定位。
這種“自己找血管”的注射器使用起來非常方便,在為傷病員注射時(shí),多普勒超聲波定位注射器可以根據(jù)血液的流向,準(zhǔn)確判斷出靜脈和動脈,當(dāng)發(fā)現(xiàn)靜脈位置時(shí),指示器亮,醫(yī)護(hù)人員就可以迅速進(jìn)行靜脈注射,為搶救重癥傷員贏得寶貴的時(shí)間!
中學(xué)生數(shù)理化·八年級物理人教版2011年8期