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这绝对不是自然产物!每分钟15万转,无能量损耗,远超人类发明

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细菌作为人类生活中一种常见的生物,几乎与人类的生活息息相关,通常情况下细菌由荚膜、鞭毛、菌毛等结构组成,而且目前已知最小的细菌大约在0.2微米左右,需要在显微镜下才能将其看的清清楚楚。

细菌的运动能力,远超陆地上跑得最快的猎豹。很多细菌 1 秒钟就能跑出自己身长的 60-100 倍的距离,相当于一个成年人以时速600KM的速度奔跑。

鞭毛马达

为什么细菌具有如此非凡的运动能力?答案只有两个字 —— 鞭毛,这是细菌的运动器官,也是一种独特的蛋白质纳米机器。

如果将这种细菌的鞭毛看作是一艘潜艇,不仅拥有完整的零部件,而鞭毛就如同潜艇的螺旋桨,通过高速旋转带动细菌进行移动。

而且在研究中发现,细菌的鞭毛大约只有26纳米左右,可是结构却类似于飞机的发动机,为此才会将其称之为马达。也就是本文要说的鞭毛马达。

鞭毛马达

细菌鞭毛马达被认为是自然界中最高效、最精密的分子引擎,也是最复杂的蛋白质机器之一。

该马达高度大约只有5纳米,直径只有2纳米。麻雀虽小,五脏俱全,虽然小,但结构非常复杂。

之所以说该细菌比较复杂,首先马达拥有170多个蛋白质组成,分子的质量大约在6.3MDA左右,同时由联动杆、外膜环、内膜环、周质环、缓分泌装置、接头装置组成。马达的运行原理也很精妙。

鞭毛马达

鞭毛马达含有质子泵,可通过转运氢离子,带动质子泵的转动,完美的将化学能转变为机械能,继而将扭矩传给鞭毛马达的内膜环,促使内膜环的转动。值得一提的是,内膜环是依靠电斥力套在连动杆上面的,等于是一个磁悬浮的轴承,没有直接摩擦,所以整个马达的效率非常高。

内部各个结构元件之间相互精妙的配合,使鞭毛马达能将质子泵转化而来的机械能,毫无损耗地迅速传给鞭毛丝,促进鞭毛丝高速转动。

当我们清晰地看到鞭毛马达的结构后,不得不惊叹于大自然和生命的奇妙

在如此相互巧妙的配合下,该马达能够每秒钟旋转300-2400圈,也就是差不多每分钟150000转,这意味着什么呢?

要知道,人类科技目前所能实现的最高转速的电机马达,也仅仅堪堪达到每分钟100000转。

这还没完,如此高转速下,居然没有摩擦和能量损耗,你敢相信?

人类目前最先进的马达,效率也才达到92%,别小看这8%的差距,要知道这92%的效率已经是人类的天花板了,想再进一分,都是千难万难了。

不得不说,大自然真的很奇妙,很多我们认为不可能进化出来的东西,也许只是还没有被发现而已,也许这根本就不是大自然的产物。

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