1920年,尼古拉·特斯拉發(fā)明了一個(gè)奇怪的被動(dòng)止回閥,這個(gè)閥門沒有開關(guān),沒有任何可移動(dòng)組件,卻允許流體在一個(gè)方向上優(yōu)先流動(dòng),反方向則流動(dòng)不暢,速度越快流動(dòng)越困難,甚至完全不可流動(dòng)。
是不是覺得不可思議?更不可思議的是,特斯拉發(fā)明的這個(gè)閥門,確實(shí)也沒有廣泛的用途,你現(xiàn)在甚至很難指出它曾用在什么東西。然而來自加州州立大學(xué)多明格斯山分校、華盛頓大學(xué)和加州大學(xué)歐文分校的一項(xiàng)研究卻表明,被我們?nèi)祟悧壷舯致牡奶厮估y,海洋中的鯊魚卻早就在使用了,并且為它們帶來了相當(dāng)?shù)囊嫣帯?/span>
特斯拉閥特斯拉自己稱為瓣膜導(dǎo)管,內(nèi)部由一系列交替的管路分支構(gòu)成,每條管路都有兩個(gè)分支,其中一個(gè)轉(zhuǎn)了一個(gè)弧形后回來,與另一條管道相對(duì),這就導(dǎo)致流體從反向進(jìn)入管道后,弧形分支的流體與傾斜管道的流體對(duì)沖,導(dǎo)致能量損失。
多個(gè)這樣的分支連在一起后,反向進(jìn)入的液體能量損失越來越大,最后就可能無(wú)法流動(dòng),從而成為一個(gè)特殊的止回閥。但正向進(jìn)入的液體,卻可以暢通無(wú)阻。比如你用特斯拉閥吸管喝水,正向可隨意喝,反向你就很難喝到水了。
科學(xué)家們?yōu)榱搜芯旷忯~如何消化食物,以及在海洋生態(tài)系統(tǒng)中究竟扮演什么角色,利用計(jì)算機(jī)斷層掃描儀 (CT) 創(chuàng)建了鯊魚腸道的高分辨率3D圖像,無(wú)需進(jìn)行解剖,就能對(duì)復(fù)雜的鯊魚腸道進(jìn)行研究。因?yàn)轷忯~的腸道是如此的復(fù)雜,里面的重疊層如此之多,如果解剖的話,就會(huì)破壞組織的結(jié)構(gòu)和連通性,就像拿剪刀去剪卷起的報(bào)紙,試圖理解報(bào)紙的內(nèi)容一樣。
研究發(fā)現(xiàn),鯊魚腸道內(nèi)部呈螺旋形,就像100年前特斯拉發(fā)明的特斯拉閥,可以減緩食物的移動(dòng),并引導(dǎo)其向下通過腸道。什么意思呢?研究人員認(rèn)為,大多數(shù)鯊魚要幾天甚至幾周才能獲得一次大餐,因此需要在身體里存儲(chǔ)食物并盡可能榨取食物的營(yíng)養(yǎng)。而特斯拉閥腸道導(dǎo)致的食物移動(dòng)減緩,可以讓鯊魚更長(zhǎng)久地保留食物,并且在處理食物時(shí)消耗更少的能量。
換句話說,鯊魚吃進(jìn)去的食物要變成粑粑都非常困難,因?yàn)檫@些變成流質(zhì)的食物被一個(gè)又一個(gè)腸道特斯拉閥管路分支不斷減速,移動(dòng)緩慢。如果食物也有思維的話,內(nèi)心估計(jì)是崩潰的,這么多天了,才到第8個(gè)分支,要拉要消化,你倒是給個(gè)痛快??!
看來鯊魚真是節(jié)約糧食的典范啊,為了減少食物浪費(fèi),竟然進(jìn)化出了最聰明的人都不知道可以干什么用的特斯拉閥腸道,并且一代一代遺傳下去,或許正是靠著這種特殊的腸道結(jié)構(gòu),它們的族群才度過了一次又一次海洋環(huán)境改變導(dǎo)致的時(shí)艱,幸運(yùn)地存活下來,一些鯊魚甚至成了海洋里的頂層掠食者。
要是特斯拉泉下有知,現(xiàn)在該是在狂敲棺材板了,天哪!老夫發(fā)明特斯拉閥100年,專利早就過期了,你們不拿來用,讓人家鯊魚先用了,人類的奇恥大辱??!
可能是聽到了特斯拉的棺材聲,研究人員決定繼續(xù)創(chuàng)建各種鯊魚的特斯拉閥腸道模型,測(cè)試流體如何通過,并與工程師合作,尋找工業(yè)上的運(yùn)用靈感,或許可以在廢水處理和水中過濾微塑料,還大自然更潔凈的環(huán)境中找到用處吧。
這項(xiàng)研究7月21日發(fā)表在《皇家學(xué)會(huì)會(huì)刊B》上。
論文:Shark spiral intestines may operate as Tesla valves
來源:徐德文科學(xué)頻道
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