蚂蚁的“肌肉发动机组”

人和动物的肌肉具有十分强大的力量，它能提起比自身重许多倍的重物。蚂蚁是一种微不足道的小昆虫，它的腿部肌肉纤维达几千条，有6条腿，背东西时背部受力，能将重力平均分到各条腿上。据力学家测定，一只蚂蚁能够举起超过自身体重400倍的东西，还能够拖运超过自身体重1700倍的物体，被人们称为不带油箱的“大力士”。有人估算，如果人体的全身肌肉朝一个部位收缩，其力量可达25吨，真是大得惊人。那么，蚂蚁为什么会有那么大的动力呢?

蚂蚁

一般人认为，蚂蚁的腿是“皮”包了“水”。其实，蚂蚁腿部的肌肉，是一台有效的肌肉发动机组，使用的“燃料”是一种结构非常复杂的含磷化合物，称为三磷酸腺苷，即ATP。在许多场合下，只要肌肉在活动时产生一点儿酸性物质(这种感觉就是我们平常说的“胳膊酸了”)就能引起这种“燃料”的剧烈变化，肌肉蛋白会在瞬间萎缩，并产生巨大的力量。当蚂蚁走动的时候，它腿部的肌肉会立即产生这种酸性物质，从而引起这种“燃料”的急剧变化，这时肌肉收缩起来，一台台“肌肉发动机”就会产生巨大的动力，蚂蚁便将比它身体重几十倍的东西举起来。这是美国哈佛大学的昆虫学家马克莫费特研究得出的结论。据他观察研究，10多只团结一致的蚂蚁，能够搬走超过它们自身体重5000倍的蛆或者别的食物，这相当于10个平均体重70公斤的彪形大汉搬运3500吨的重物，即平均每人搬运350吨，从相对力气这个角度来讲，蚂蚁是当之无愧的大力士。

蚂蚁的肌肉发动机的这种特殊“燃料”，不燃烧、不摩擦，没有能量损失，效率高达80%以上，这就是蚂蚁力量之源，也是奥秘所在。

现在，我们使用的发动机动力利用率与蚂蚁相比，要差很多。以火力发电为例，要先烧煤，再使水变成蒸汽，蒸汽推动叶轮，带动发电机发电，这中间经过了“化学能—热能—机械能—电能”等几个复杂的能量转换过程，有一部分能量被浪费，有一部分在摩擦中消耗，这种发动机效率很低，只有30%～40%。可是蚂蚁的“发动机”利用肌肉里的特殊“燃料”可以直接变成机械能，减少损耗，效率很高。

据此，科学家们已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，没有燃烧过程，效率很高。同时，科学家们正在潜心研究制造像蚂蚁那样的“肌肉发动机”。这种发动机没有齿轮、火塞和杠杆，体积小、重量轻、操作简单，也没什么噪声，也不排出任何有害的高温气体，使用的是聚丙烯酸等聚合材物制成的“人工肌肉”，通过酸或碱的介质，使它产生强烈的收缩和松弛，直接把化学能转变为机械能。这种肌肉发动机一旦研制成功，将会把又大又重的易燃易爆的油箱抛弃，不论是在军事上，还是在工程技术上，都将发挥巨大的作用。