2005年12月7日
40年前，马克·a·迈耶斯(Marc a . Meyers)还是一个在巴西长大的男孩，他偶尔会在森林的地面上发现巨嘴鸟的轻而坚韧的喙，这令他惊叹不已。现在是一名材欧洲杯足球竞彩料科学家和机械与航空航天工程教授加州大学圣迭戈分校的雅各布斯工程学院的迈尔斯说，飞机和汽车制造商可能会受益于在他的实验室进行的首次详细的巨嘴鸟喙工程分析。
迈耶斯说:“我们的计算机模型显示，鸟喙经过了惊人的优化，达到了高强度和极轻重量的程度。”“就好像巨嘴鸟对机械工程有很深的了解。”
在《物质学报》上发表的一篇论文中，梅耶斯和研究生关雅明和马修·S·施耐德报告说，巨嘴鸟喙轻强度的秘密是一种不同寻常的生物复合材料。喙的内部是坚硬的“泡沫”，由骨纤维和夹在角质层之间的鼓状膜构成，角质层是构成指甲、头发和角的蛋白质。正如鸡冠花上的钩状倒钩启发了维可牢尼龙搭扣的发展一样，迈尔斯说，鸟类生物复合材料可以启发超轻型飞机和车辆部件的设计，这些部件采用金属和聚合物制成的合成泡沫。
迈尔斯说：“令人惊讶的是，我们发现鸟喙的三明治结构还表现为一个高能冲击吸收系统。”。“模拟巨嘴鸟喙的面板可以为发生车祸的驾驶人提供更好的保护。”
巨嘴鸟生活在亚马逊雨林中，是高度群居的、吵闹的居民，尽管这种鸟生活在遥远的墨西哥北部。它们用它们巨大的、颜色鲜艳的喙做各种各样的事情，从采集树枝顶端的果实到保护自己。
鸟喙通常是短而厚或长而薄。梅耶斯团队决定在巨嘴鸟的喙中寻找一种新的材料，因为它们既长又厚。翡翠森林鸟类花园，一个加利福尼亚的外来鸟类繁殖者，提供了巨嘴鸟的喙，死于自然原因，迈耶斯的团队。他们分析了鸟喙的密度、硬度、硬度以及对压缩和拉伸的反应。他们还用扫描电子显微镜检查了喙。
喙的内部是一种高度组织化的硬松质骨纤维基质，看起来就像浸入肥皂溶液并干燥，产生鼓状的膜连接纤维。其结果是一种由气密细胞构成的固体“泡沫”，赋予喙额外的硬度。
“它的喙主要是空气，”迈耶斯说。“虽然人体骨骼内部也含有松质骨，但我们没有泡沫连接，这种连接可以产生更强的结构，而额外的重量很少。”
就像覆盖着瓦片屋顶的房子一样，泡沫表面覆盖着重叠的角蛋白瓦，每块直径约为50微米，厚度为1微米，它们被粘在一起形成薄片。
《物质学报》的研究还发现，有一个中空区域延伸到上喙和下喙长度的一半左右。迈尔斯说：“当我们进行计算时，我们发现在中空区域的喙中心只有非常微小的机械应力。”。“这就是为什么我开玩笑地告诉我的学生，巨嘴鸟有着深厚的力学知识。他们不会费心在喙的不需要的部分增加结构支撑。”
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