《功能仿生建材》阅读答案

发布时间: 2019-04-13
功能仿生建材
①自然界在亿万年的演化过程中孕育了各种各样的生物,每种生物都拥有神奇的特性和功能。通过研究、学习、模仿来复制和再造某些生物的特性和功能,将极大地提高人类对自然的适应和改造能力,产生巨大的社会经济效益。这样,一门综合性的学科——仿生学便应运而生了。现代仿生学已延伸到很多领域,建材仿生是其应用领域之一。而功能仿生建材又是建材仿生的突出代表。
②研制功能仿生建材的目的是使人造的材料具有或能够部分实现高级动物丰富的功能,如思维、感知等,也就是说能够研制出智能化材料。
③解剖学研究表明,动物或人的皮是具有多功能结构的典型智能生物材料之一,是具有可弯曲变形、调节温度、防水、阻止化学物质和细菌进入及自我修复等功能的复杂层状组织。人们从这里受到了启发,在一些高层建筑上,应用恰当的装饰材料,将风、光等对建筑产生负面影响的能量,转化为高层建筑环境所需能量的一部分,化害为利,变废为宝,创造更富有活力的生存与行为环境,并满足节能的要求。如比利时首都布鲁塞尔马蒂尼大厦的建筑师和工程师,模仿变色蜥蜴的皮肤对环境能做出反应的特点,在建筑界面外装置一层遮阳百叶作双层皮,通风管道置于双层皮中。夏天可阻挡阳光,减少冷气负荷,冬天双层皮又可用作日光采集器,加热空气预热空调。这样既达到了装饰的目的,又达到了节能的目的。建筑物的防水材料一直是个难题,而人和动物的皮肤具有很好的防水性能。汗液可以渗透出来,外面的水却透不进去,这一巧妙功能,促使人们正在探索皮肤微观结构的奥秘,它将为解决建筑防水问题开辟新的途径。
④荷叶出污泥而不染,历来为世人所称赞,人们利用这种“荷叶效应”,研制出各种自洁净、防污渍材料和涂料,如自洁净玻璃,还有利用自洁净技术生产出的涂层涂覆在水龙头、门窗等不会沾上手印及污渍等。
⑤目前建筑物所使用的承重材料主要是钢材、木材、石材、混凝土以及钢材和混凝土的组合材料,这些材料的弹性模量大,即刚度较大,在外力作用下的变形几乎用肉眼看不出来。多数材料在接近极限荷载时发生突然破坏,使得人们无法进行破坏前的预防。而生物体的功能之一就是能向外界传达自身的异常状态。例如人体,当睡眠不足的时候,眼睛会充血;体内被病菌感染时,体温会上升发烧等等,这些都是因自身的异常状态向外传递信号。具有自我诊断、预告破坏功能的材料就是在这种启发下进行研究的。
⑥功能仿生材料更加高级的功能还有自我调节和自我修复功能。即材料能够根据外部荷载的大小、形状需求等,对自身的承载能力、变形性能等进行自我调整,符合外部作用的需要,这种性能就是自我调节功能。自我修复功能是指材料本身具有类似于自然生物的自我生长、新陈代谢的功能,对遭受破坏或伤害的部位能够进行自我修复、自愈再生,这样建筑物的寿命可大大延长,安全性也会得到很大程度的增强。
⑦智能建材的探索和研究虽然还刚刚起步,但是随着材料科学、电子技术以及自动控制手段的不断进步,必将不断取得新的进展,未来的建筑及所用的材料将走向智能化。
15. 下列说法与原文意思不相符合的一项是
A. 建筑师和工程师部分采用仿生建材建成的布鲁塞尔马蒂尔大厦,体现出了一般大厦所不具备的节能优势。
B. 模仿人和其他动物皮肤防水性能制造的智能化建材,将有可能解决一直困扰人们的建筑防水问题。
C. 人们利用这种“荷叶效应”,研制出各种自洁净、防污渍材料和涂料,如自洁净玻璃等。
D. 目前,材料科学、电子技术以及自动控制手段相对滞后的发展现状,影响和阻碍了功能仿生建材的探索与研究,但这种局面很快将得以改变。
16. 下列说法不正确的一项是
A. 根据第①②段的说明,功能仿生建材就是人们通过研究、模仿生物体固有的特性、功能研制出来的,具有或能够部分实现高级生物功能的智能化建筑材料。
B. 第③段中画横线句中的“这样”,具体指代“在建筑界面外装置一层遮阳百叶作双层皮,并将通风管道置于双层皮中”。
C. 第⑤段“这些材料的弹性模量大,即刚度较大,在外力作用下的变形几乎用肉眼看不出来”一句中的“几乎”删除后,原文意思没有改变。
D. 第⑥段主要使用了作诠释的说明方法。
17. 请结合原文与链接材料,说说功能仿生建材的独特功能。再根据你自己的理解、认识或借助联想与想象,另举一类仿生建材的例子,要求能简要叙述出仿生原理,表达力求准确、完整。
【链接材料】由于鸟类的羽毛、蝴蝶的翅色能够由光的波长引发光泽,产生特殊的颜色效应。人类利用它不褪色、环保等优点,研发出结构色,并在显示、装饰、防伪等领域充分加以运用。

【参考答案】
15. D
16. C
17. 功能仿生建材的独特功能:①能将对建筑物产生负面影响的能量,转化为建筑环境所需能量的一部分,化害为利,并满足节能的要求;②具有独特的防水性能;③具有自洁净功能;④具有自我诊断,预告遭受伤害或破坏的功能;⑤具有自我调节、自我修复的功能。
示例一:蜘蛛丝纤维的韧性很高,它能承受比钢筋还多五倍的重量而不会折断。科研人员用基因工程手段人工合成蜘蛛丝蛋白,运用于国防、军事(防弹衣)、建筑等领域。
示例二:墙体装饰材料中的乳胶漆,其色彩有的采用自然生物的颜色,如“丁香紫”“香草黄”“象牙白”“浅豆绿”等色调,这种活泼清新的色调,温馨亲切,给人以美的享受,使人得到健康休闲的满足。最近日本等一些国家研制出一种绒面涂料,除具有普通涂料的作用外,还模仿动物的皮毛和肌肉,赋予涂膜以弹性的、柔软的触感和较好的消光效果,受到了市场的欢迎。

【解析】
【15题详解】
本题考查学生的信息筛选能力,分析选项,对照与选项有关的段落,找出不同或相同之处即可。ABC三项相符。D项与原文中“刚刚起步”和“随着材料科学、电子技术以及自动控制手段的不断进步,必将不断取得新的进展”不一致。故选D。
【16题详解】
本题考查学生对文本的理解和把握。ABD三项正确。C项,不正确。“几乎”不能删去,删除后,原文意思变得绝对。
【17题详解】
本题考查学生对仿生的认识。结合自己的身边的事例,写出已有的仿生科技或你自己认为合理的未来仿生科技即可。如:蜜蜂用蜂蜡建造起来的蜂巢是一座既轻巧又坚固、既美观又实用的杰出建筑物。人们从蜂巢上获得了启示,创造发明了泡沫塑料、泡沫橡胶、泡沫玻璃等等。实践证明,这些内有气泡的蜂窝状材料,既隔热又保温,结构轻巧又美观。目前,它们已在国内外获得了广泛的应用。



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