蚂蚁的肌肉发动机
蚂蚁的肌肉发动机
蚂蚁是动物界的小动物，可是它有很大的力气。如果你称一下蚂蚁的体重和它所搬运物体的重量，你就会感到十分惊讶！它所举起的重量，竟超过它的体重差不多100倍。世界上从来没有一个人能够举起超过他本身体重3倍的重量，从这个意义上说，蚂蚁的力气比人的力气大多了。
这个“大力士”的力量是从哪里来的呢？
看来，这似乎是一个有趣的“谜”。科学家地行了大量实验研究后，终于揭穿了这个“谜”。
原来，它脚爪里的肌肉是一个效率非常高的“发动机”，比航空发动机的效率还要高好几倍，因此能产生这么大的力量。我们知道，任何一台发动机都需要有一定的燃料，如汽油、柴油、煤油或其它重油。但是，供给“肌肉发动机”的是一种特殊的燃料。这种“燃料”并不能燃烧，却同样能够把潜藏的能量释放出来转变为机械能。不燃烧也就没有热损失，效率自然就大大提高。化学家们已经知道了这种“特殊燃料”的成份，它是一种十分复杂的磷的化合物。
蚂蚁的机体和其它动物的机体一样，是由食物中吸取各种营养物质而生成的。构成这些“肌肉发动机”的主要物质是大家熟悉的蛋白质——酶和激素蛋白。这些激素蛋白和酶的形状，在电子显微镜底下是可以看得见的，可惜由于显微镜零件灵敏度的影响，目前对肌纤维结构的了解还不彻底，但是有一点可以肯定，在肌纤维里，由于酶和激素蛋白的作用，分子间存在着相互作用的电力。这就是说，在蚂蚁的脚爪里，藏着几十亿台微妙的小电动机作为动力。
这个发现，激起了科学家们的一个强烈愿望——制造类似的“人造肌肉发动机”。
试验开始了。他们把特种塑料制成的小带放在蒸馏器里，淋上酸性溶液，小带就像有弹性一样，向上收缩，并把挂在它下面的重物提起；如果淋上碱性溶液，小带就伸长，把重物下放。目前，这种“人造肌肉”的力量是很小的，只能在实验室范围内制造和研究，但是可以相信，不久会制成强有力的“人造肌肉发动机”。从发展前途来看，如果把蚂蚁脚爪那样有力而灵巧的自动设备用到技术上，那将会引起技术上的根本变革，那时电梯、起重机和其它机器的面貌将焕然一新。
现在我们用的起重机一般也是靠电动机工作的，但是作功的效率比起蚂蚁来可差远了。为什么呢？因为火力发电要靠烧煤，使水变成蒸汽，蒸汽推动叶轮，带动发电机发电，这中间经过了将化学能变为热能，热能变成机械能，机械能变成电能这么几个过程。在这些过程中，燃烧所产生的热能，有一部分白白地跑掉了，有一部分因为要克服机械转动所产生的摩擦力而消耗掉了，所以这种发动机效率很低，只不过30～40％。而蚂蚁发动机利用肌肉里的特殊燃料直接变成电能，损耗很少，所以效率很高。
人们从蚂蚁发动机中得到启发，制造出了一种将化学能直接变成电能的燃料电池。这种电池利用燃料进行氧化——还原反应直接发电。它没有燃烧过程，所以效率很高，达到70～90％。