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啄木鸟为什么不得脑震荡?

科普小知识2021-12-16 19:34:12
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啄木鸟为什么不得脑震荡?

啄木鸟有一个特殊的防震身体结构

据国外媒体报道,啄木鸟在寻找食物时会反复快速地啄树。令人惊讶的是,他们的大脑能够抵抗反复的冲击。目前,中国大连理工大学科学家的最新研究揭开了这个谜团。

尽管啄木鸟不断以高速啄食树木,但它们仍能避免大脑损伤。由于头骨和喙的独特结构,对大脑的影响可以减少。中国大连理工大学的科学家发现,99%的碰撞能量作为应变能储存在啄木鸟体内。

专家们对啄木鸟啄食时如何保护它们的大脑并产生身体震动非常感兴趣。它们特殊的防震身体结构可以用来制造新一代的宇宙飞船、汽车和防护服。

工程师发现啄木鸟的身体像一个极好的防震结构,可以吸收身体碰撞时产生的能量。啄木鸟的频率可以达到25Hz,但是没有脑损伤。每只啄木鸟啄树的速度相当于一个人的脑袋以25公里/小时的速度撞到墙上。

在这项研究中,科学家们制作了一个啄木鸟的三维计算机模型,并使用这个程序来理解它防震的身体结构是如何分散冲击能量的。吴成伟博士和他的团队对啄木鸟进行了CT扫描,并建立了三维计算机模型。他们解释说,基于CT扫描技术,我们获得了啄木鸟头部内部结构的详细图像信息,然后将其输入到Mimics软件系统,最终形成一个分散的点状模型。

更多的软件程序被用来完善几何模型,它可以测试碰撞能量是如何被啄木鸟特殊的身体结构分散的。他们指出,99.7%的碰撞能量转化为应变能,储存在啄木鸟体内,只有0.3%的碰撞能量作用于头部。鸟喙和舌骨能有效减少大脑形成的紧张能量。少量的碰撞能量进入大脑的*区域,并最终以热的形式消散,导致大脑迅速升温。这就是为什么啄木鸟必须间歇性地啄食树木并短暂休息的原因。

目前,这份最新的研究报告可以用来设计一些防震设施,如新一代的宇宙飞船、汽车和防护服。吴成伟博士说:“高速碰撞和撞击会摧毁设备结构和材料。在航空航天制造领域,航天器将面临潜在的碰撞风险。空间碎片和微流星都是危险源。如果航天器或科学设备在碰撞中受损,将会造成巨大的经济损失。”

此外,汽车碰撞对汽车驾驶员的人身安全构成严重威胁,并经常导致头部受伤。因此,迫切需要一种独特的汽车防震材料来有效减少汽车碰撞造成的人身伤害。