【大紀元2019年12月04日訊】(大紀元記者黃玉燕台灣台中報導)由中國醫藥大學主導的跨領域研究國際團隊,以不同學科角度探討鳥類羽毛的奧祕,研究成果刊登在2019年11月27日權威期刊《細胞》雜誌(Cell),台灣國鳥藍鵲也首次登上封面。
發表會中,美國南加州大學鍾正明院士透過視訊表示,老鷹可以乘風飛翔、蜂鳥需要迅速拍打翅膀,而駝鳥、企鵝卻不會飛;這種飛行風格的差異,很大程度上是由於飛行羽毛特性的不同。若能了解羽毛是如何製作的?才能更好師法自然,將其建構原則應用於科技及醫學工程的創新設計。
為了探索,中國醫大整合幹細胞中心組跨領域團隊,以多種不同學科角度探討羽毛;並從緬甸的琥珀中,發現保存近1億年的羽毛加以研究、對照。
幹細胞中心副研究員阮文滔博士指出,經研究,飛行羽毛是由2個高度適應性的結構模組組成,中央羽軸(rachis),和週邊羽片(vane)。羽軸是一根由兩種材質複合而成的柱狀結構,中心是多孔的髓質,藉由多樣的細胞折疊,使羽毛保持輕盈。
研究也顯示,羽髓、皮質是2個獨立的模組化單元,若與過去的鳥類加以對照,今日鳥類是將這2種模組精妙組合,達成羽軸整體材質的最佳化,以適應生存環境的挑戰。像老鷹可以在高空飛翔,蜂鳥可以快速振翅並在空中停留,或像企鵝潛入海洋悠游,即是展現了獨特的羽軸結構設計。
阮文滔也揭示,依附在羽軸旁的羽片,是由許多柔軟富彈性的羽枝組成,像拉鍊一樣編織在一起,達成輕量、可恢復、並提供足夠升力的「葉片」。羽片的發展使用原理類似於剪紙藝術,允許單個上表皮薄板,產生一系列不同的分支設計;每個分支帶有許多小鈎子,類似魔鬼氈(Velcro)的機制,允許羽片一起保持在同一平面。
幹細胞研究中心主任洪士杰醫師表示,鳥羽的建築原則也可以啟發未來新穎的仿生應用。如創新複合材料的發明,可有助於建造輕巧但堅固的無人機、耐用且有彈性的風力渦輪機,或更好的醫療植入物或義肢設備。
中醫大表示,跨領域研究國際團隊未來研究將深入解密毛囊中,如何引導同一群幹細胞,達成複雜的生物結構。
責任編輯:玉珍