汲取大自然的智慧

1、汲取大自然的智慧】(1)總論：仿生產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，納米技術成為助推劑【日經(jīng)BP社報道】動植物在漫長的進化過程中獲得了適合生存的能力，其中隱藏著我們想像不到的機制。從這些先進的機制和構造中獲得靈感的就是仿生技術。仿生技術作為環(huán)境對策如今重新獲得了關注，納米技術的進步使得人工再現(xiàn)細微構造成為可能，其應用范圍正在不斷擴大。 把生物和植物具有的構造、機理和形狀等應用于工業(yè)產(chǎn)品的仿生技術（Biomimetics *1）研發(fā)如今“突然發(fā)力”（東北大學研究生院環(huán)境科學研究科教授石田秀輝）。 *1也叫做Biomimicry。 例如，夏普從2008年開始向市場投放部分模擬生物形狀的產(chǎn)品，借此提高了效率和性能，現(xiàn)在

2、該公司則在加快行動步伐。積水化學工業(yè)在2011年6月推出了模仿樹蔭的遮陽棚“AiryShade”（圖1）。這種遮陽棚采用了樹枝的分形構造，能夠遮擋陽光，還能夠通風散熱。 圖1：積水化學工業(yè)的遮陽棚“Airy Shade”以樹枝的分形構造為靈感，模仿樹蔭開發(fā)而成（a）。（b）為東京都內(nèi)的采用實例。大自然中充滿了動植物在漫長進化過程中產(chǎn)生的智慧，比如以微少的能量有效發(fā)揮功能的構造、在常溫常壓的低成本環(huán)境下形成復雜的微細構造的機制，而且還不會對環(huán)境帶來沉重的負擔。這其中就隱藏著有別于傳統(tǒng)工學方式的新型制造技術的靈感。某大型汽車廠商如今對產(chǎn)品進行功能分解，正在從生物和植物中探尋實現(xiàn)各項功能的方法。 仿

3、生技術的應用不僅限于產(chǎn)品。三菱麗陽的無反射薄膜生產(chǎn)技術、豐田正在開發(fā)的低摩擦材料的制造技術中都應用了仿生技術。通過采用像具有拒水效果的荷葉、以及類似雪花結晶那樣無需大量能量即可形成規(guī)則構造的“自我組織化”技術，就可以以低成本、低能耗實現(xiàn)所需的微細構造。 “雖然具體行動尚未展開，但很多企業(yè)都在考慮采用仿生技術?！边@番話出自日本東北大學原子分子材料科學高等研究機構多元物質(zhì)科學研究所教授下村政嗣，下村教授經(jīng)常接到來自大企業(yè)經(jīng)營者有關“在自然和環(huán)境方面能做些什么”、“基于自然的技術應該如何發(fā)展”的咨詢。 歐美發(fā)展仿生技術以振興產(chǎn)業(yè) 其實，歐美對于仿生技術的關注勝過日本，尤其是在環(huán)保意識突出的歐洲，德國

4、和英國最為積極。德國擁有大量的仿生技術研究人員，2011年還在德國政府的援助下舉辦了仿生技術國際展會。德國正在舉全國之力，將仿生技術打造成一項產(chǎn)業(yè)。 與此同時，為了明確仿生技術的概念和定義，德國還在推動相關國際標準的制定。德國已經(jīng)領導成立了Technical Committee（技術專業(yè)委員會），希望以此在未來潛力市場的主導權爭奪中占據(jù)有利位置。 美國方面，受圣地亞哥動物園的委托，一份關于仿生技術未來經(jīng)濟效應的報告于2010年發(fā)表。該報告預測，到2025年，仿生技術將能夠創(chuàng)造3000億美元的國內(nèi)生產(chǎn)總值、160萬個就業(yè)崗位，很多企業(yè)對這一市場都充滿興趣。 除歐美之外，中國、韓國政府也開始致力于

5、仿生技術的研究。中國更是從德國聘請了專家，開設了仿生技術研究所。 源于蜻蜓翅膀的小型風車源于蜻蜓翅膀的小型風車 仿生技術本身其實并不稀奇，但最近忽然受到關注的原因主要有二點：一是以溫室氣體減排為代表的環(huán)保措施的推進。隨著環(huán)保要求的逐年提高，人們開始向高性能、高效率而且環(huán)境負荷小的自然現(xiàn)象尋求“解答”。在經(jīng)歷了東日本大地震，以及福島第一核電站事故的日本，這種趨勢更是明顯。 使用仿生技術也確實可以制造出高效率的產(chǎn)品。其典型范例便是日本東北大學石田等人與日本文理大學合作研究的小型風車“微環(huán)保風車”（圖2）。該風車的葉片就應用了仿生技術，模仿的生物對象是蜻蜓。 圖2：從蜻蜓翅膀中獲得了靈感的小型風車模

6、仿蜻蜓翅膀開發(fā)的小型風車（a）。只需微風即可發(fā)電。拆下葉片來看，葉面上設有像蜻蜓翅膀那樣的凹凸（b）。與鳥類的翅膀不同，蜻蜓的翅膀上存在凹凸。因此，蜻蜓飛行時，在空氣粘性的作用下，翅膀上表面前緣會發(fā)生渦流。渦流沿翅膀流動，在排開翅膀周圍的空氣的同時，渦流外側會形成良好的空氣層流。蜻蜓的翅膀就是由此產(chǎn)生巨大的升力，遏制空氣阻力的*2。 *2蜻蜓體型小、飛行速度慢。從流體力學的角度來看，表示慣性力與粘性力之比的雷諾系數(shù)較小，也就是說，空氣的粘性力處于支配狀態(tài)。從蜻蜓的角度來看，就像是在粘稠的液體中飛行。 微環(huán)保風車的葉片上排列著模仿蜻蜓翅膀的凹凸。借助這些凹凸，“只要風速達到20cm/分左右即可發(fā)

7、電”（石田）。而且，因為材料采用的是柔軟的聚丙烯（PP），所以葉片還能夠耐受強風。由此有望制造出價格低且不易損壞的小型風車。 拆卸的靈感來自落葉樹木拆卸的靈感來自落葉樹木 下面來介紹從高性能、高效率而且環(huán)境負荷小的自然現(xiàn)象中尋求“解答”的另一個例子。那就是日本物質(zhì)及材料研究機構（NIMS）環(huán)境能源材料部門混合動力材料部互聯(lián)設計組組長細田奈麻繪研究的效仿植物和昆蟲的可逆焊接產(chǎn)品。細田關注的是落葉樹的樹葉。 落葉樹的樹葉會隨著氣溫變化和果實成熟時產(chǎn)生的乙烯濃度的變化而掉落。此時，樹枝與樹葉之間被稱為“離層”的中間層會擴大，從而促進樹葉脫離樹枝。如果將其應用于金屬的焊接，就能夠使焊接在基板上的電子部

8、件容易分離，方便回收利用（圖3）。 圖3：從落葉樹獲得靈感的分離技術把周圍環(huán)境變化、離層增長、葉片脫離的三步式思路引入到了工業(yè)產(chǎn)品的分離和分解技術之中。在部件之間設置離層，通過外部的某些刺激和信號使離層起效。模仿的是功能的表現(xiàn)模式，而并非生物的構造或形狀。有望應用于電子部件的回收利用等方面。日經(jīng)制造根據(jù)細田的資料制作。因此，細田想到了利用液態(tài)金屬脆化實現(xiàn)落葉樹樹葉的“離層模式”。液體金屬脆化現(xiàn)象是指固態(tài)金屬在接觸到液態(tài)金屬時強度顯著下降，出現(xiàn)脆化的現(xiàn)象。例如，把焊錫作為離層，將電子部件焊接到基板上，在回收利用時，在離層涂上低熔點的鎵。這樣一來，焊錫離層就會變脆，使電子部件容易與基板分離。 通過

9、使用這種方法，完全無需加熱等多余的能量即可完成解體。細田認為，“在未來的循環(huán)型社會中，低環(huán)境負荷的焊接技術將愈發(fā)重要”。 納米技術加速材料研究納米技術加速材料研究 仿生技術如今受到關注的另一個原因是納米技術的進步。隨著電子掃描顯微鏡等觀察手段的高性能化，人們了解到了更多的生物微細構造，但在工業(yè)產(chǎn)品中對其進行人工再現(xiàn)卻并非易事。但是，隨著近來納米技術的發(fā)展，這成為了可能。從壁虎的腳獲得靈感的膠帶、模仿藍色大閃蝶閃光翅膀機制的纖維就都屬于此類產(chǎn)品。 模仿能夠在墻壁和天花板上自由爬行的壁虎的膠帶是全球粘合材料研究人員爭相開發(fā)的對象。其粘合力強、而且易揭開。 靈感來源于壁虎的腳底。壁虎的腳底密布著非常

10、纖細的毛，毛的尖端還有1001000條分叉。在過去，模仿這種微細的構造并非易事，但日東電工成功利用直徑為數(shù)nm數(shù)十nm的碳納米管（CNT）成功地對其進行了再現(xiàn)。2012年2月，該公司在世界上率先宣布商業(yè)化生產(chǎn)“壁虎膠帶”。 NIMS的細田調(diào)查了與壁虎腳的粘合機制、荷葉的拒水效果、藍色大閃蝶翅膀閃光機制的論文發(fā)表情況，發(fā)現(xiàn)在生物學家發(fā)現(xiàn)并查明原理大約57年后，利用該機制和原理的應用論文開始激增。而且，其中利用生物微細構造的材料類論文居多（圖4）*3。 *3細田于2008年成立了日本仿生技術材料研究會“Learningfrom Nature Cluster”?，F(xiàn)在共有成員14人，以昆蟲、植物、土壤

11、等自然界的各種機構為模型進行著材料開發(fā)。在此之前，關注仿生技術的研究者沒有討論的場所，研究會會舉辦兼具學習會性質(zhì)的研討會，為研究者提供相互探討的場所，其網(wǎng)站正在建設中。 圖4：仿生技術相關論文發(fā)表情況生物功能的基本原理和機制被發(fā)現(xiàn)并查明的57年后，相關論文將會激增。第一行為壁虎腳的粘合機制，第二行為荷葉的拒水效果。分析論文主題可知，其中大多數(shù)是材料科學類。日經(jīng)制造根據(jù)細田資料制作。其實，NIMS也打算在納米級別上利用仿生技術。其中包括模仿鮑魚殼構造的高韌性陶瓷，以及模仿能夠在腐蝕材料的表面同時生根的苔蘚以及骨骼生長過程的人工骨骼成形等。 其中，高韌性陶瓷的研究把著眼點放在了陶瓷質(zhì)地的鮑魚殼不容

12、易碎裂這一點上。通過微細陶瓷層與蛋白質(zhì)層的多層重疊，鮑魚殼把受到的外力從陶瓷層分散到蛋白質(zhì)層，確保了高韌性。如果能夠在納米級別人工合成這種構造，“能夠塑性變形的陶瓷將不再是夢想”（細田）。從仿生到“生物規(guī)范工程學”從仿生到“生物規(guī)范工程學” 日本東北大學的石田和下村為了讓仿生技術能夠從日本走向世界，正在探索自主的發(fā)展形態(tài)。二人的目標是在描繪無損舒適性，并且環(huán)境負荷小的新生活方式的同時，在生物和植物等自然界之中，尋找實現(xiàn)這種新生活的技術，這屬于社會工程學的范疇。仿生技術在其中的定位是實現(xiàn)新生活方式的重要基礎技術（圖5）。 圖5：生物規(guī)范工程學的形態(tài)通過思考未來的生活方式，從自然中尋找需要的技術，

13、通過將其作為模型或是進行模仿，開發(fā)不破壞環(huán)境的工業(yè)技術。圖為日經(jīng)制造根據(jù)石田的資料制作下村將其稱為“生物規(guī)范工程學”，按照下村的說法，“生物規(guī)范工程學”必須具備以下三點：1形成生物和植物擁有的特殊動作原理和自組裝等構造的機制；2生物學、博物學與工程學的融合；3社會接受性。其中最為重要的是3社會接受性。無論環(huán)境負荷多么低、多么節(jié)能，如果人類在使用時會感覺到不便，就無法實現(xiàn)普及。如何在提高生活質(zhì)量的同時，把自然的智慧帶到工業(yè)產(chǎn)品之中這是生物規(guī)范工程學必須要考慮的問題。 石田等人認為日本在該領域具有優(yōu)勢是有其理由的。因為與信仰“人類應該控制自然”的西方觀點相比，東方的“人類屬于自然”的社會觀與生物規(guī)

14、范工程學更加契合。 石田已經(jīng)計劃于2012年內(nèi)開展“家庭農(nóng)場”試驗。在城市的家庭中，以輕量、多孔質(zhì)的二氧化硅為培養(yǎng)基種植蔬菜。這種培養(yǎng)基的原型是土壤。鑒于在家中難以使用土壤，石田把目光對準了含有養(yǎng)分、微生物和水等物質(zhì)，重量輕便于處理的多孔質(zhì)二氧化硅（圖6）。二氧化硅的密度是0.01g/cm3。因為保水力好，微生物也能夠在其中生存。 圖6：利用多孔質(zhì)的二氧化硅制造的培養(yǎng)基保濕性優(yōu)良，蔬菜栽培需要的微生物也容易棲息。密度為水的1%左右，質(zhì)地非常輕，因此便于搬運?，F(xiàn)在，石田正準備將其應用于東日本大地震的重建。如果能夠利用臨時住宅的集會場所的墻壁種植蔬菜，人們自然就會集中到一起，具有很好的宣傳效果。以

15、提高生活質(zhì)量為宗旨的生物規(guī)范工程學的真諦就在于此。 不可或缺的多領域合作 今后，要想擴大仿生技術和生物規(guī)范工程學的研究范圍，推動實用化的發(fā)展，材料和工學研究者與生物學和農(nóng)學等領域的研究者的合作必不可少。在此之前，關注仿生技術的部分工學研究者和技術人員把著眼點放在特定的生物功能之上，推動了這些功能在工業(yè)產(chǎn)品中的應用。但這種方式得到的信息十分有限，因此必須建立把生物學信息更廣泛地應用于工學的機制。 關于與其他領域的合作，日本東北大學的下村等人正在建設新的框架。已經(jīng)開展的具體行動包括申請2012年度日本學術振興會的科學研究費（科研費），構建機械和材料領域的工學研究者和技術人員與生物學、農(nóng)學、博物學研

16、究者交換信息的場所，并構建關于生物功能的參考數(shù)據(jù)庫。 將研究與產(chǎn)業(yè)化掛鉤的過程中，企業(yè)與大學的合作必不可少。積水化學工業(yè)的集團公司Sekisui Integrated Research（總部：京都市）首席研究員佐野健三表示：“仿生技術雖然是一項有趣的研究，但其是否擁有經(jīng)濟合理性則不進行開發(fā)就無法確定。重要的是播下研究的種子，并長期培養(yǎng)?！?日本要想發(fā)展仿生技術使其與產(chǎn)業(yè)掛鉤，不落后于歐洲，產(chǎn)官學研究機構交流信息的場所、參與研究的企業(yè)群組成的團體將愈發(fā)重要。（記者：吉田 勝） 日文原文：生物模倣実用例続登場，環(huán)境対応後押【汲取大自然的智慧】(2)蝴蝶與風扇：夏普積極利用生物功能，尋求與機械不同的

17、解決方案【日經(jīng)BP社報道】“研究產(chǎn)品所需要的功能時，考察了在相同領域具有出色功能的生物，并融入了關鍵要素”。 夏普健康環(huán)境系統(tǒng)業(yè)務本部核心技術開發(fā)中心第二開發(fā)室主任研究員大塚雅生如此說道。該公司連續(xù)推出了模仿信天翁、山鷹、小貓及蝴蝶等生物特點來提高功能的白色家電。從2008年上市的空調(diào)到2012年4月發(fā)布的風扇，采用仿生技術的實例已達到5個，共推出了9款商品（表）。 秘密在凹入部分 夏普的最新仿生產(chǎn)品是以均勻舒適的送風為賣點的風扇（2012年5月上市）。一般來說，要產(chǎn)生均勻柔和的風，需要增加葉片數(shù)量。但存在會導致送風效率及靜音性降低的問題。新產(chǎn)品需要解決的難題是，消除這種此消彼長（Trade-

18、off）的關系，實現(xiàn)舒適、安靜以及較高的效率。據(jù)說同在第二開發(fā)室的公文結從大塚那里聽說這一要求后，立即想到了大絹斑蝶（圖1）。 圖1：大絹斑蝶具備很高的滑翔能力，能以很少的振翅次數(shù)進行長距離飛行。其翅膀外周部分有凹入部分。大絹斑蝶是生活在日本的蝴蝶中唯一遷徙的蝶種。要在本州和臺灣之間飛翔2000多公里，每天的飛行距離超過200km。而且，這種蝴蝶很少拍打翅膀，總是在空中滑翔。新型風扇就是從這里獲得了啟發(fā)。如果將不扇動翅膀便可長距離飛行的原理用于風扇葉片，即便壓力變動很小，也可充分送風。 一般來說，蝴蝶的翅膀基本呈平面，長寬比接近于1，形狀與鳥類及蜻蜓等的細長翅膀完全不同。其中，大絹斑蝶的翅膀呈

19、現(xiàn)出外沿中部附近凹入的獨特形狀。而且，還具有扇動翅膀時會在翅膀上產(chǎn)生起伏的特點。 于是，大塚與公文等人為風扇的葉片設計了凹入部分，并在葉片上再現(xiàn)了起伏形態(tài)。具體為葉片中央部大幅彎曲，并改變了根部和外周部的角度，同時還像大絹斑蝶的翅膀形狀一樣，在外周部設置了凹入部分（圖2）。 圖2：從大絹斑蝶獲得啟發(fā)的風扇葉片新開發(fā)的7葉風扇的葉片（a）。模仿了大絹斑蝶拍打翅膀時的彎曲與外周部分的凹入（b）。很喜歡動物的公文，不僅了解大絹斑蝶遷徙的習性，還知道這種蝴蝶振翅次數(shù)少、可滑翔進行長距離飛行。這些知識為產(chǎn)品帶來了新的附加值。 可吹送強勁而集中的風 可吹送強勁而集中的風將大絹斑蝶的特點應用到風扇葉片后，在

20、不降低送風效率的情況下，壓力變化減少了65，半徑方向的風速分布不均降低到了原來的1/40。由于葉片彎曲，中心部附近相對于送風面大幅傾斜，中心部附近的送風能力提高，從而改善了徑向風速不均。而外周部分因傾斜較小，送風十分柔和。 新風扇還減小了壓力變動。凹入設計使單張葉片旋轉(zhuǎn)方向的后半部分送風減弱。隨后因為與下一葉片之間產(chǎn)生了多余空間，所以壓力會呈階梯型變化，“7枚葉片可產(chǎn)生相當于14枚葉片的柔和風”（公文）。 不僅如此。據(jù)夏普介紹，風會在直接吹向人體的低速旋轉(zhuǎn)時（弱運轉(zhuǎn)）擴散，而不會在需要作為循環(huán)風機發(fā)揮作用的高速旋轉(zhuǎn)時（強運轉(zhuǎn)）擴散，從而可吹向遠處。弱運轉(zhuǎn)時，從葉片背面到前面的渦流會在凹陷部分分

21、離擴散，強運轉(zhuǎn)時則不會分離，而會進入更內(nèi)側部位，因此能使風集中。 模仿信天翁 夏普之所以能夠不斷實現(xiàn)生物仿生技術的實用化，大塚的功勞不小。專業(yè)原本為航空力學的大塚，一直運用專業(yè)知識開發(fā)旨在實現(xiàn)空調(diào)節(jié)能化的氣流控制技術。2006年還參與開發(fā)了達到業(yè)界最高節(jié)能水平的產(chǎn)品?！?007年前后，自己發(fā)現(xiàn)運用航空力學所能做到的事情已全部實現(xiàn)”（大塚）。 作為一名技術人員為下一步該做什么而愁眉不展時，大塚為了尋找與此前學習的機械原理的不同視角，抱著學習的態(tài)度參加了一個生物學會議?！叭切Ⅳ~類及海豚等的習性應用于機器人的研究讓人茅塞頓開”（大塚）?；蛟S認為會獲得與此前的知識完全不同的啟發(fā)，從那之后大塚便連續(xù)

22、參加各種生物學會。一天，大塚聽了一場航空力學無法解釋的蜻蜓及鳥類高效飛行的演講，并由此想到將這一原理運用到自己公司的白色家電上。 最初開發(fā)的是模仿信天翁與山鷹的翅膀而設計的空調(diào)室外機用軸流風扇。大塚認為，可模仿?lián)碛谐夯枘芰烷L時間飛行能力的信天翁翅膀進行高效送風，模仿能在較強上升氣流中穩(wěn)定飛行的山鷹翅膀來降低噪聲。 于是，大塚等人開發(fā)出了這樣的葉片：模仿信天翁的翅膀，沿外周部分的旋轉(zhuǎn)方向設計成了尖細的形狀，并在相反的一端設置了從山鷹最長的羽毛獲得啟發(fā)的凸部（圖3）*1。由此，使空調(diào)的送風效率最多提高到了1.4倍，噪聲最多可降低10db*2。 圖3：從鳥翅膀的形狀獲得啟發(fā)的空調(diào)室外機用風扇葉

23、片外周部采用了與信天翁尖細形狀與山鷹頂端分開的翅膀形狀（第一列最長的羽毛）。中央附近模仿了鳥類的小翼羽（相當于拇指的彎曲處）的形狀。*1 此外，旋轉(zhuǎn)軸附近還采用了絕大多數(shù)鳥類具有的“小翼羽”形狀。具有可抑制中心部渦流剝離的效果，能夠省去原來為防止剝離產(chǎn)生的逆流而設置的中央套筒（圓筒部分）。 *2 后來還開發(fā)出了從蜻蜓的翅膀獲得啟發(fā)的具有鰭片的橫流風扇。蜻蜓的翅膀不是平面，而是呈之字形狀。凹入部分會產(chǎn)生渦流，其外側可產(chǎn)生穩(wěn)定的層流。因此，夏普在彎曲的葉片單面（凹面）設置了像蜻蜓翅膀一樣的凹凸。由此使效率提高到了原來的1.3倍，噪聲減小了10db。該技術還被應用在了2011年上市的空氣加濕凈化器的

24、多葉片式風扇上。利用貓舌特性壓縮垃圾利用貓舌特性壓縮垃圾 大塚及公文開發(fā)的并不僅僅是風扇和空調(diào)。除了開發(fā)出了模仿海豚尾鰭和表皮的洗衣機波輪之外，還在旋風吸塵器中運用了貓的智慧。 旋風吸塵器的課題是必須頻繁除去塵杯（Dust Cup）中積存的垃圾，這項工作非常麻煩。雖然垃圾已在內(nèi)部壓縮，但因為會重新膨脹，幾天后塵杯就會滿。一般用戶希望至少10天兩周內(nèi)不必清除垃圾。 “那么，利用貓舌的原理怎么樣？”貓會用舌頭整理毛發(fā)，定期將胃中積存的毛發(fā)揉成團吐出。公文立即想到，可以模仿貓的粗糙舌頭來解決吸塵器的問題。 在用來壓縮垃圾的螺桿的最下層葉片表面，公文設置了很多模仿貓舌的細小三角形突起（圖4）。這些突起

25、在壓縮垃圾時，不會造成阻力，而壓縮的垃圾要膨脹時，突起則會抑制垃圾以防止其重新膨張。由此，可將吸入的垃圾壓縮至1/10左右。因減輕了清除垃圾的麻煩，新型旋風吸塵器成了熱銷產(chǎn)品。 圖4：從貓舌獲得啟發(fā)的旋風吸塵器的垃圾壓縮用葉片表面設有三角形突起。壓縮時（旋轉(zhuǎn)時）不會對垃圾造成阻力，但壓縮的垃圾要膨脹時，就會掛住以防止其重新膨張。還可通過產(chǎn)生小渦流來獲得捕集細小灰塵的效果。從生物身上獲得了很多啟發(fā) “最初，當我們提出模仿鳥的翅膀及海豚的背鰭形狀的方案時，曾被視為奇思怪想”（大塚）。一開始夏普公司內(nèi)部也曾將生物仿生技術視為異端，但旋風吸塵器獲得成功后，仿生技術在公司內(nèi)部的認知度獲得提高，現(xiàn)在業(yè)務部

26、門已開始向大塚等人征求多方面的建議了。 采用仿生技術時，產(chǎn)品化時間只有幾個月到半年左右。首先確定模仿的生物，然后試制并反復實驗。由此，可更加迅速地實現(xiàn)產(chǎn)品化 實現(xiàn)這一點的基礎當然是大塚及公文二人對生物的深刻認識、見解以及出色的信息收集能力。據(jù)夏普介紹，兩人一直通過參加生物學相關學會等，時刻收集信息，隨時為滿足業(yè)務部門提出的要求做好準備。尤其是公文，“獲得的啟發(fā)很多，不斷會提出創(chuàng)意”，大塚也對其寄托了無限的信賴。 夏普表示，今后不僅限于動植物，還會在太陽及風等更加廣泛的領域運用大自然的智慧。 【汲取大自然的智慧】(3)金槍魚與輪船涂料：靈感源于高速游泳，只需涂布燃效即可提高4【日經(jīng)BP社報道】據(jù)

27、說大型金槍魚在海洋中的游速能夠達到80km/h（圖1）。金槍魚的體型的確屬于游速快的流線形，但除此之外，應該還有其他能減少水的摩擦阻力的訣竅。有一款產(chǎn)品的問世正是源于這一思路。那就是日本立邦船舶涂料（總部：神戶市）開發(fā)的防污船底涂料“LF-Sea”。 圖1：在大海中暢游的金槍魚金槍魚的速度據(jù)說高達80km/h。而且身體表面沒有魚鱗，而是覆蓋著粘膜。秘密在于表面的粘膜 不停高速游動的金槍魚身上沒有魚鱗，其身體表面覆蓋著黏滑的粘膜。雖然詳情還不得而知，但有看法認為，在這種粘膜的作用下，處于湍流狀態(tài)的邊界層的摩擦阻力會減弱。其實，已經(jīng)有研究表明，在液體中添加極少量的高分子之后，湍流的液體摩擦阻力將會

28、減弱（湯姆斯效應），在金槍魚的身體表面或許也屬于同樣的現(xiàn)象。 “因為從事的是船底涂料開發(fā)，我經(jīng)常思考能不能從魚和海洋生物中獲得開發(fā)產(chǎn)品的靈感”，日本立邦船舶涂料技術本部執(zhí)行董事山盛直樹把目光瞄準了金槍魚。船舶在航行時，接觸海水的船底表面摩擦占了全部阻力的5080。按照山盛的想法，船舶如果能實現(xiàn)粘膜與海水的液液接觸，而不是固體（船底）與海水直接接觸，應該能減小阻力。 為此，山盛采用了在船底涂料中摻入親水性高而且具有粘性的水凝膠，由此降低與水的摩擦的方法。水凝膠中橋聯(lián)的高分子能夠形成三維網(wǎng)眼構造，在網(wǎng)眼中存水。在日常生活之中，海帶濃湯和瓊脂也屬于這一類。 如此一來，既不損害船底涂料防止藤壺等水生生

29、物附著的根本目的，又能夠減弱海水摩擦阻力的LF-Sea便應運而生。經(jīng)確認，采用該涂料的輪渡能夠節(jié)約燃耗3.4左右（圖2）。雖然只有區(qū)區(qū)3.4，換算成燃料成本也能夠節(jié)約1000萬2000萬日元左右。因此，自從2008年投產(chǎn)以來，已經(jīng)獲得了600余艘船只的采用*1。 圖2：噴涂了LF-Sea的汽車運輸船和樣品鋼板紅色部分涂布了船底涂料（a）。從噴涂樣品上可以看到表面上存在凹凸（b）。反復嘗試開發(fā)材料 在開發(fā)初期，在涂料中摻入水凝膠能夠降低摩擦阻力的效果很快得到了確認。但防止水生物附著船底的涂料原本的功能卻未能得到實現(xiàn)。船底涂料是通過緩慢溶出生物厭惡的防污劑防止水生生物附著的*2。但摻入水凝膠后，防

30、污劑將與水凝膠一同溶出到了海水中，無法充分維持仿制水生物附著的效果。結果反而本末倒置。 *2現(xiàn)在的防污劑主要是亞氧化銅。 于是，山盛通過反復嘗試，對水凝膠的成分和配比進行了調(diào)整。通過與大阪大學名譽教授鈴木敏夫、該校研究生院工學研究科地球綜合工學專業(yè)教授戶田保幸、神戶大學研究生院海事化學研究科副教授矢野吉治合作研究，在著手開發(fā)大約3年后，發(fā)現(xiàn)了LF-Sea的關鍵材料水凝膠。 因為涉及企業(yè)機密，水凝膠的具體成分沒有透露，從已知的信息推測，新開發(fā)的水凝膠粘性比當初使用的以藻酸為主體的水凝膠要低，吸收水分后不易膨脹，而且親水性高*3。涂膜的厚度約為100m，與過去的船底涂料一樣具有半年左右的防污效果。

31、 *3為了取的穩(wěn)定的效果，還降低了溫度依賴性。 其實，LF-Sea的減阻原理并不完全清楚。按照最初的設想，其原理是像金槍魚一樣，由水凝膠層覆蓋整個涂膜表面，借此減弱水流的阻力，但實際情況似乎并非如此?，F(xiàn)在，山盛等人推測的原理如下。 船底的鋼板表面原本就非常粗糙，再加上高壓噴涂高粘度涂料，涂膜上存在著微細的凹凸。在航行時，表面凹部發(fā)生的微小漩渦是形成阻力的原因之一。 LF-Sea在浸泡海水后，涂膜中的水凝膠會吸收表面的海水，形成邊界層（分水層）。在航行時，受到水流的作用，凸部的邊界層會被削掉，但凹部會留下吸收的海水。這些海水填平了凹部，使得船體表面變得光滑，從而減弱了水流的阻力（圖3）。 圖3：

32、LF-Sea的減阻效果涂膜中的水凝膠在涂膜的凹部存水，使涂膜表面變得光滑。水流因此得以穩(wěn)定，使阻力減弱。過去也曾經(jīng)有過減弱摩擦阻力的船底涂料“SPC”。這種涂料是利用水流沖刷掉涂膜的凸部，使涂膜變得光滑，從而減弱阻力的，LF-Sea也同樣如此。LFSea在SPC的基礎之上，讓凹部還擁有分水層，因此表面粗糙度更小，能夠得到更大的減阻效果。 目標是減少10的燃耗 遠洋船的二氧化碳（CO2）減排要求越來越嚴格。為此，日本政府正在開展技術開發(fā)事業(yè)“船舶CO2減排技術開發(fā)支援事業(yè)”*4。目標是把遠洋船的二氧化碳排放量減少30。也就是說，燃效必須提高30。船底涂料是重要的手段之一，為了使燃效提高10，目前

33、正在開發(fā)新的低阻型船底涂料“A-LFSea”。 *4始于2009年度的4年計劃，由日本海事協(xié)會、日本造船技術中心、日本財團以及民營企業(yè)合作推動。 現(xiàn)在使用的水凝膠源于生物，而A-LF-Sea將采用化學合成的高保水材料?！八z層更厚的話，阻力應該更小”（山盛）。按照計劃，開發(fā)將爭取在2012年度內(nèi)結束，在今后進行實驗。（記者：吉田 勝，日經(jīng)制造） 【汲取大自然的智慧】(4)壁虎與膠帶：強大吸附力在于壁虎腳掌絨毛，日東電工使用碳納米管仿造【日經(jīng)BP社報道】2012年2月日東電工宣布，從壁虎腳掌獲得啟發(fā)的“壁虎膠帶”已開始用于商業(yè)用途?？稍趬Ρ诩疤旎ò宓茸杂膳佬械谋诨⒌哪_掌，不僅具備可用一根腳趾支

34、撐自身體重的強大吸附力，還可在爬行時輕松離開物體表面。而且不會留下粘液等痕跡。如果能夠人工制造具備這種黏附特性的膠帶產(chǎn)品，使用起來會很方便。懷著這種期待，世界各地的大學、研究機構及企業(yè)等紛紛著手開發(fā)壁虎膠帶，而日東電工領先于其他國家的企業(yè)率先實現(xiàn)了這種膠帶的產(chǎn)品化。 日東電工開發(fā)的壁虎膠帶以100億根/cm2的密度密集地排列了直徑數(shù)n數(shù)十nm的碳納米管（CNT）。剪切方向的粘合力出色，面積僅1cm2左右的膠帶可保持500g的粘合力（圖1）。揭下時可輕松剝離，還能反復使用。不會像傳統(tǒng)膠帶一樣留下粘合劑。而且，可在-150500的大溫度范圍內(nèi)使用。利用這一特性，該公司的關聯(lián)公司已開始將其用作分析試

35、料的固定膠帶。據(jù)日東電工介紹，目標是2015年開始對外銷售*1。 *1據(jù)該公司介紹，目前壁虎膠帶的剪切粘接強度為45N/cm2，雖然比壁虎的55N/cm2、普通膠帶的60N/cm2稍遜一籌，但作為實用膠帶使用已經(jīng)足夠。 圖1：壁虎膠帶終于實現(xiàn)1cm2左右的膠帶可支撐500g的重量（a）。還可制造沒有基板的雙面膠（b）。解開長期未解之謎 其實，“最近100年來，人們對壁虎具有強大吸附力的原理一直眾說紛紜，是一個長期未解之謎”（日東電工研究開發(fā)本部新計劃探索部主任研究員前野洋平）。直到2000年前后謎底才被揭開。在電子顯微鏡下觀察壁虎的腳尖，發(fā)現(xiàn)腳掌上以10萬100萬根/cm2的密度生長著極細的絨

36、毛，而每根絨毛頂端又生有1001000根左右的分支。頂端分出的細毛密度達到了10億根/cm2以上。因為每根細毛都可以緊貼在對象物上，因此二者之間可產(chǎn)生范德華力*2，從而能夠粘在一起（圖2）。 *2范德華力：原子及分子之間等的相互吸引力。與距離的6次方成反比。 圖2：壁虎腳尖的構造壁虎爪乍看上去好像只有細褶（a）。在電子顯微鏡下放大，發(fā)現(xiàn)密集地生長著非常細的絨毛（b）。進一步放大，可以看到頂端有更細的分支（c）一般的膠帶也是利用范德華力粘合的，與壁虎膠帶的原理相同。但范德華力必須在分子之間靠得極近時才能發(fā)揮作用，普通物體之間因表面粗糙造成的妨礙而無法緊貼在一起。 因此，普通膠帶需要在粘合對象物與

37、膠帶之間填充彈性模量較低的粘合劑。也就是說，通過浸潤的方法，使范德華力發(fā)揮作用。但使用這種粘合劑的膠帶存在很難剝離、剝離時會留下粘合劑以及高溫下特性降低等問題。壁虎膠帶作為可解決這些問題的產(chǎn)品而備受期待。 壁虎腳底的絨毛由名為角質(zhì)的物質(zhì)構成，其楊氏模量為109Pa，比普通膠帶（104105 Pa）還要高。但其微細構造會使表面彈性模量降低，因此可嵌入物質(zhì)表面的凹凸部分發(fā)揮粘合力。 “發(fā)現(xiàn)壁虎腳底的構造非常關鍵”（前野）。壁虎膠帶就是模仿這種微細構造開發(fā)的。也就是說，并未采用以原來的粘合劑彈性模量來控制粘合力的方法，而是采用了通過改進構造來控制粘合力的新方法。 具有重要意義的分支構造具有重要意義的

38、分支構造 將膠帶作為主營業(yè)務的日東電工開發(fā)壁虎膠帶，可以說是一個非常自然的過程。該公司將前野派往當時走在研究最前沿的美國加州大學伯克利分校。前野在那里學習了粘合理論。 其實，前野最初曾在該校以聚酰亞胺纖維仿造了壁虎絨毛頂端部細毛密集的構造。但研究的進展并不順利。纖維之間因存在范德華力而凝聚，無法實現(xiàn)粘合功能。壁虎腳尖的絨毛之所以光是頂端部生有細小的分支，就是為了防止凝聚。 那么形成膠帶時如何解決這個問題？防止絨毛凝聚的方法大致有兩種。一種是仿造與壁虎一樣的層次分支構造。另一種是使用高剛性材料代替分支構造來防止凝聚。 日東電工采用了構造簡單的后者，與大阪大學研究生院工學研究系機械工學專業(yè)教授中山

39、喜萬等人合作，開發(fā)出了CNT像壁虎絨毛一樣排列的膠帶（圖3）。CNT的直徑極小，可實現(xiàn)較高的深寬比及高剛性，是一種非常適合第二種方法的材料。在經(jīng)過微細加工的基板上控制CNT的生成條件，便可使其朝著一個方向生長。該公司將其嵌入熔融狀態(tài)的聚丙烯（pp）基板，形成了膠帶狀。 圖3：壁虎膠帶的電子顯微鏡圖片細毛狀物體是CNT。仿造了壁虎的腳掌。盡管詳情未予公開，但日東電工稱采用了長度為1mm左右的單壁或多層CNT。目前，還能制造沒有PP基板的雙面膠，有望用于固定載玻片等用途。 課題是量產(chǎn)與價格 但因這種膠帶使用CNT，所以存在價格高且很難大量供應的難點。目前只能作為分析試料的固定膠帶使用也是因為這個原

40、因。日東電工認為，該產(chǎn)品可發(fā)揮能在高溫及真空等嚴酷環(huán)境下反復使用、不會弄臟粘合對象的特性*3。今后，將打算在提高量產(chǎn)技術并降低成本后，對外銷售。汲取大自然的智慧】(5)飛蛾與防反射膜：模仿不反光蛾眼中的微細凹凸，利用自組織化制造壓輥模具【日經(jīng)BP社報道】三菱麗陽最近開始全面銷售防反射膜“蛾眼薄膜”。以往防反射膜的光透射率只有92，而蛾眼薄膜則達到了99以上。除可用作顯示器等的防反射膜之外，貼到太陽能電池面板上時，還有望減少太陽光的反射光，提高轉(zhuǎn)換效率。 蛾眼薄膜在聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜表面用光硬化性樹脂（光聚合物）規(guī)則地形成高約200nm、底面直徑約100nm的微小圓錐狀突起。由于

41、構造與飛蛾的眼睛相似，因此稱為蛾眼（圖1）。 圖1：蛾眼薄膜的效果（a）為有無蛾眼的樣品比較。左側樣品有周圍光的反射，而有蛾眼的右側樣品則幾乎沒有反射。（b ）為蛾眼薄膜表面的電子顯微鏡照片。排列有小的突起。突起使光學界面模糊 一般說來，動物的眼睛都容易反射光。貓的眼睛之所以會在黑暗環(huán)境中發(fā)光，就是因為光聚集在眼底反射了出去。但飛蛾的眼睛不同，它是由數(shù)十m左右的微細六角形構成的集合體，而且這些六角形的表面還帶有直徑為100n200nm左右的微細凹凸，因此不易反射光1。夜行性的飛蛾擁有這種“無反射”特點的原因一是為了防止眼底的反射使天敵及獵物發(fā)現(xiàn)自己，二是為了高效聚集夜晚中較少的光線。 1 19

42、80年代的研究查明了這一功能和基本原理。 反射被抑制的秘密就隱藏在上述圓錐構造中。光的反射通常發(fā)生在折射率不同的物質(zhì)之間的界面上，而如果像蛾眼這樣豎有圓錐狀聚合物，就會像梯度材料一樣，在其高度中，空氣與光聚合物的比例會逐漸變化。也就是說，不存在光學界面，所以不會發(fā)生反射（圖2）2。 2 研究表明，從理論上說，用光的波長除以折射率得到的值大于凹凸的間距時就會形成無反射效果。 圖2：蛾眼模具的形成實施陽極氧化處理時，隨著自組織化，鋁表面就會出現(xiàn)中央帶細孔的6角形晶胞的排列，從而形成氧化皮膜（a）。通過反復利用陽極氧化和蝕刻實施擴大孔徑的處理，便可形成接近圓錐形狀的孔（b）。自然形成的精細圖案自然形

43、成的精細圖案 隨著蛾眼構造及其特性被查明，有大量企業(yè)及研究人員展開了將蛾眼構造應用于工業(yè)產(chǎn)品的技術開發(fā)3。其課題在于如何實現(xiàn)工業(yè)性量產(chǎn)。 3 其實，三菱麗陽并非一開始就想到要制造蛾眼薄膜，而是在考慮投放低反射膜，打算將其作為主力商品即棱鏡膜的新一代主力商品的過程中，蛾眼薄膜才逐漸浮出水面的。 蛾眼薄膜只要準備具有微細凹凸構造的模具，并使用向樹脂薄膜等轉(zhuǎn)印的納米壓印技術即可制造。不過，要想形成nm級的微細凹凸構造，必須利用電子束來加工。這樣一來，不但需要很長時間，而且僅數(shù)mm見方的模具，其價格也要高達數(shù)百萬日元，因此很難以工業(yè)方式實現(xiàn)。另外，在曲面上加工時也有很大難度4。 4盡管還有研究通過利用

44、藍色激光的干渉曝光法來成型，但凹凸的間距只能減小至300n350nm左右，無法充分抑制反射。 為了解決這些課題，三菱麗陽研究企劃推進部研究員魚津吉弘將目光放在了被稱為自組織化的仿生技術上。自組織化是指雪的結晶生長及心臟的跳動等有序的規(guī)則幾何學形狀或機理自然形成的現(xiàn)象。 魚津從一開始就打算開發(fā)能夠?qū)?m左右的薄膜實施量產(chǎn)的大型壓輥模具?！耙氲统杀镜氐癯鰣D案，就必須利用自組織化現(xiàn)象”（魚津）。其實，魚津過去曾開發(fā)過一種叫做“水蒸汽鑄造法”的自組織化技術，這種技術可形成具有蜂窩微細構造的薄膜。因此，他平時總是在考慮自組織化技術能夠應用之處。利用已有技術 魚津與神奈川科學技術研究院教授益田秀樹等共

45、同開發(fā)了利用經(jīng)陽極氧化而成的鋁納米孔陣列來制造模具的技術。鋁納米孔陣列是指向浸在稀硝酸及草酸等電解液中的鋁（陽極）和碳棒（陰極）流過電流時鋁表面上形成的氧化皮膜。該皮膜是一層由6角形的氧化鋁（Alumina）晶胞排列而成的薄膜，各晶胞的中央有細孔（納米孔）（圖2）。晶胞的大小可通過改變電壓等手段控制在20n200nm之間。 陽極氧化之前曾廣泛應用于鋁門窗框的表面硬化處理等用途。不過，形成的細孔當時并未引起重視。而益田等開發(fā)的方法，其特點就在于將這些細孔用作了鑄造模具。 陽極氧化所形成的細孔如不加干預的話，只會形成長孔。因此，通過蝕刻擴大了這些細孔。然后再經(jīng)過陽極氧化處理使孔的尖端析出拌有細孔的

46、氧化鋁。通過反復實施這一操作，便可形成圓錐狀的孔，成為制造蛾眼薄膜的壓輥模具（圖3）。 圖3：蛾眼薄膜使用的模具（a）為壓輥模具。模具表面排列著經(jīng)陽極氧化形成的圓錐狀的孔（b）。允許存在些許不完善之處 作為自然現(xiàn)象的自組織化無需高溫及高壓等特殊條件，因此是一種高效、節(jié)能的制造技術。 不過，利用自組織化的構造來成型，其規(guī)則性多少會存在不完善之處。不過，即便存在些許不完善的部分，動植物擁有的微細構造也會充分發(fā)揮功能。蛾眼薄膜也是如此，雖然構造上還存在不完善之處，比如局部突起排列不齊等，但對整體特性幾乎沒有影響。可以說，正是對大自然創(chuàng)造的自組織化加以工業(yè)化利用，才獲得了不反光的蛾眼薄膜。 日文原文：

47、光目実現(xiàn)微細凹凸,金型製造自己組織化利用【汲取大自然的智慧】（6）楓樹與小型風車：從飄舞的楓樹種子獲啟發(fā)，小型風車發(fā)電量提高4倍【日經(jīng)BP社報道】日本福島大學理工學院共生系統(tǒng)理工學類產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)工學專業(yè)教授島田邦雄正在開發(fā)的小型發(fā)電風車，因發(fā)電量大幅高于傳統(tǒng)風車而備受關注。 乍看上去，這種風車與傳統(tǒng)風車的不同之處在于風葉的形狀。雖然是朝著外徑方向逐漸變寬的扇形平板，但靠近旋轉(zhuǎn)軸一側的半徑的三分之二處朝著下風方向傾斜了約45 ，靠近外周一側的其余三分之一則呈現(xiàn)彎曲，正交于旋轉(zhuǎn)軸。其實，這些都是受到楓樹種子的啟發(fā)而設計出的形狀（圖1）?！按饲暗拇蠖鄶?shù)工業(yè)產(chǎn)品都與自然無關，而是按照科學公式反復推敲制造出

48、來的。但自然界中肯定存在著最佳方案。如果一開始就從生物及植物等自然界中尋找啟發(fā)，肯定會提高開發(fā)效率”（島田）。 圖1：福島大學的島田正在開發(fā)的小型風車由楓樹種子的葉片狀形狀獲得啟發(fā)開發(fā)而成。只需彎曲外周部較寬的平板葉片。但要相對于旋轉(zhuǎn)軸稍微傾斜一些角度安裝。雖然因?qū)＠形垂_，無法透露詳細數(shù)據(jù)，但據(jù)說這些島田命名為“風友”的風車，與直徑和風葉面積相同的傳統(tǒng)型風車相比，轉(zhuǎn)速達到了后者的5倍以上，發(fā)電量也有望達到5倍以上。盡管理論方面的驗證才剛剛開始，但有望在微風時獲得實用的發(fā)電量。得益于興趣愛好 楓樹種子帶有類似于扇形平板彎曲后形成的小葉片狀部分，其頂端是種子（圖2）。雖然乍看上去呈現(xiàn)出左右非對

49、稱的不平衡形狀，但因為帶有葉片狀部分，所以從果實上脫落時會不停地轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)時的渦流會產(chǎn)生升力，與單純落下時相比，停留在空中的時間變長，種子容易隨風飄向遠方。這種形狀是為了擴大傳播種子的范圍、提高留下后代的概率而進化來的。 圖2：楓樹及其種子種子帶有葉片狀部分，離開楓樹時會旋轉(zhuǎn)落下。由此產(chǎn)生升力，隨風飄向遠方。島田本來就很喜歡紅葉和楓樹，2011年秋季的一天，他看著落下時旋轉(zhuǎn)的楓樹種子突然產(chǎn)生了靈感?！斑@種用來傳播種子的構造可以應用到風車上”。島田的專業(yè)是流體力學，此前并未接觸過風力發(fā)電。但這種來源于興趣愛好的靈感對風友的開發(fā)起到了有益作用。 聯(lián)想到兒童玩具 不過，楓樹種子的葉片狀部分稍微有些彎

50、曲，很難直接仿造。于是島田想到了兒童玩具。這種玩具是將兩張長方形紙重疊在一起，然后以夾子固定其中的一端制作而成。在夾子的相反一側彎折，使兩張紙相互分離，然后將其固定，使兩張紙縱長方向的中心線在夾子處交差（圖3）。將這種玩具從高處拋下，便可像楓樹種子一樣旋轉(zhuǎn)落下。島田由旋轉(zhuǎn)降落的共性想到，這種紙玩具可用于風車，并決定將其應用在小型風車上。 圖3：以夾子固定兩張紙的玩具以作為重物的夾子固定長方形紙的一端，并稍微傾斜一些角度。由楓樹種子聯(lián)想到這種玩具，并應用在了小型風車的風葉上。由于沒有理論根據(jù)，為了在風葉變寬的程度以及向后彎曲的角度等方面找出最佳方案，島田反復研究嘗試了多種類型的風葉形狀和數(shù)量。最

51、后調(diào)整為現(xiàn)在使用的3片風葉形狀。 可輕松制造 這種風車并非只是發(fā)電量大。“風友”的另一大特點是制造方法簡單。 普通風車的風葉采用像飛機翅膀一樣鼓起的截面形狀。而風友的風葉只需彎曲扇形平板，非常簡單。因此，只需相對于旋轉(zhuǎn)軸傾斜一定角度來安裝風葉即可，所以有望非常容易地量產(chǎn)。 現(xiàn)已制造出了直徑6070cm左右的測試用風車，目前正獲取相關數(shù)據(jù)。今后將面向家庭用途制造直徑1米左右的大型試制品并進行實驗。屆時將探索發(fā)電量及強度等實用化之前所面臨的課題。同時，還計劃從流體力學角度解釋風友具有較高效率的原因。 雖然研究剛剛就緒，但據(jù)介紹因為有望獲得遠遠高于原來的發(fā)電量，所以已有很多企業(yè)來咨詢這種風車。災后重建也是這種風車實用化的一股東風。福島縣啟動了利用重建預算的可再生能源項目，風友被列為候選項之一。島田充滿信心地表示，就算為了災后重建，也要盡快實用化。 汲取大自然的智慧】(完)蟈蟈與低摩擦材料：彈跳力的秘密藏在腳底，模仿微細構造防止發(fā)動機燒蝕豐田開發(fā)出了有類似蟈蟈腳底構造的規(guī)則排列小圓坑的“微小