神奇的“蚊子注射器”

来源 :中学生数理化·八年级物理人教版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pigyufish
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  天热了。令人讨厌的蚊子又出来了。有一首诗《咏蚊子》(幼时常在水中游,化羽轻盈入九州。六足纤纤随夜舞。一枪跃跃使君愁。落时毛发无知觉。飞去痉挛少念头。冷眼人间吸血客。秋风若起百般休)就生动地描写了蚊子吸血作恶的一生。是的。小小的蚊子人人厌恶,是“四害”之一,必须坚决消灭!可是蚊子身上的秘密很多。是真正的“小精灵”。是仿生学家精心研究的对象。这是怎么回事呢?
  吸血传病的“四害”之一
  蚊子属于昆虫纲一双翅目-蚊科。全球约有3000种。是一种具有刺吸式口器的纤小飞虫。除南极洲以外。各个大陆都有蚊子的分布。
  雄蚊子通常是素食者。以花蜜和植物汁液为生。只有雌蚊子为了获得蛋白质帮助排卵,才吸食血液。被蚊子叮咬后。被叮咬者的皮肤常出现起包和发痒症状。事实上应该说被蚊子“刺”到了。蚊子无法张口。所以不会在皮肤上咬一口。它是用6枝针状的构造刺进人的皮肤。这些短针吸人血液的功用就像抽血用的针一样。蚊子还会放出含有抗凝血剂的唾液来防止血液凝结。这样它就能够安稳地饱餐一顿。
  你知道吗?蚊子自己也有血液呢。它的血无色透明,血液很干净,并没有病毒。含有病毒的是蚊子的唾液。比如它的唾液中会含有疟疾、黄热病、登革热等病毒。自古以来尽管人类绞尽脑汁,想了种种办法“灭蚊”。但直到今天,在小小的蚊子面前,人类还是显得非常被动。这充分说明。蚊子“神通广大”。是地地道道的“小精灵”!
  可不能小看蚊子“小精灵”
  蚊子的眼睛名为“复眼”。非常神奇古怪。它占据了脑袋表面的大部分面积。这些复式晶体器官中的每一个眼状物。都能根据意愿窥视其他物体,真正“眼观六路”!这些复眼还能够接收人体发出的热红外线图像。在黑夜中也能“明察秋毫”。
  蚊子的嗅觉十分发达。可以利用人类的气息进行精确追踪。人体排出的二氧化碳、汗液都能引导它找到猎物的有效信息。它寻找目标主要依靠嗅觉器官。也就是头上的一对角,来感知空气中传来的人体“信息”,并循迹而去。别看蚊子身长不超过1cm。它的搜索能力可是很强的呀。搜索的最远距离可达1km以上。
  蚊子还拥有别的动物都不具备的一些天赋:它们不但能够贴着墙壁往上走。还能够在水面上行走自如。
  蚊子有一双类似于苍蝇足垫的特殊足垫。上面有坚硬的刚毛状结构,它可以帮助蚊子轻而易举地紧紧贴住垂直和不平整的平面。蚊子的腿上长有许多小槽。里面装满了一小袋一小袋的空气。水的表面张力使得水难以渗进这些小槽中。从而使蚊子可以保持身体干燥。蚊子立在水面上的时候。脚在水上画出一道涟漪。水的表面张力则使它们漂浮起来。向下弯曲的弧线可以承受住蚊子的体重。神奇的“无痛注射器”
  同学们都打过针吧?当针头刺入肌肉时都会感到疼痛。原来针头外边虽然光滑,但与肌肉还是有摩擦的。会刺激神经引起疼痛。能不能发明一种让人不痛的注射器呢?
  科学家研究了蚊子的尖嘴。在显微镜下。蚊子的长喙具有锯齿形表面。十分锋利,刺入皮肤肌肉极其迅速,直出直入,与肌肉没有摩擦。因此人感觉不到疼痛。
  人们根据蚊子“嘴”的构造。设计制成了“无痛注射器”。这种注射器的尖细的针头外面布满锋利的锯齿突起,注射针头用钛制成,外径60μm,内径25μm,粗细与蚊子嘴差不多(仅为现在一般针头的1/10),极大地减轻了注射时的疼痛感。
  在这种“无痛注射器”的启发下,科学家进一步发明了一种“无针头注射器”。
  无针头注射器是通过压力注射的设备。它的原理是高压使液体药品通过一个极细的孔后。产生一个液体柱,穿透皮肤喷射到皮下。无针头注射器注射不用针头。注射时间仅为0.25s,无痛、无声、安全而且快捷。
  无针头注射器的优点是消除了人们对针头的恐惧。也消除了疼痛。目前大量应用于胰岛素、疫苗等小剂量液体药品的注射。对于需长期注射胰岛素的病人或者长期需要注射的病人来说。无针头注射器无疑是一次伟大的革命。已成为医疗人员使用的新型注射设备。
  自己找血管的“注射器”
  你有没有过这样经历?静脉注射时找不到血管。只得强忍疼痛,被扎了一次又一次!
  我们看看蚊子吸血找血管的过程就简单多了。蚊子轻轻落到皮肤上寻找“突破口”。直接把“针管”插入皮肤里,“一针见血”!吸血8s~10s后。就肚子鼓鼓的。蚊子寻找血管的能力极强。迅速而准确。你想啊,如果蚊子为了找到血管,刺了人体一次又一次。早就惊动主人。不但吸不到血反而被拍死了。这种迅速准确寻找血管的能力。是亿万年来蚊子在自然环境中形成的一种适应性。
  仿生学家仔细研究了蚊子寻找血管“一针见血”的方法。精心设计出一种会“自己找血管”的高科技注射器——采用多普勒超声波技术的新型注射器。这种注射器的设计十分巧妙。原理是利用物理学中的多普勒效应。原来,在我们人体的皮肤结构中,表皮、脂肪、肌肉组织等都是静态的,而血管中不断流动的血液则是动态的。你摸摸自己的手腕内侧就可以感到跳动的脉搏。利用这个“静止与流动”明显的区别。多普勒超声波技术能够探测到流动着血液的血管的精确位置。提供关键的三维信息。这样就可以为针头定位。
  这种“自己找血管”的注射器使用起来非常方便,在为伤病员注射时,多普勒超声波定位注射器可以根据血液的流向。准确判断出静脉和动脉。当发现静脉位置时,指示器亮,医护人员就可以迅速进行静脉注射。为抢救重症伤员赢得宝贵的时间!
  责任编辑 林洋
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