asknature：我们如何设计更好的包装？

以下内容适用于生物化研究所的探索自然和产品的自然集合，灵感来自自然，以解决21世纪最大的设计挑战。找出这里的完整系列。

每天，邮政工具通过邮件提供数百万封装，装满产品的卡车在全球范围内运输，并创造了数十亿美元的封装产品，买入和销售。

包装是无处不在的，必要的现代消费文化的方面。它使我们的产品安全，清洁和完整。随着时间的推移，大部分包装都会导致浪费和污染。是否有更好的方式包装我们每天使用的产品和服务？

如果我们展望大自然，有迹象表明答案是肯定的。该系列旨在探讨自然设计和开发生活友好包装的一些不同方式。

大自然如何建造透气容器？来自大自然的线索可能会指出我们朝着设计在项目未包装之后提供额外使用的保护包装？很像人类，其余的性质是在移动和运输货物上不断。大自然的思想如何帮助我们设计解决我们最困难的包装挑战的解决方案？

1.金砖蜗牛的三层壳

在印度洋的底部是大型水热通风口，可使热水和矿物质喷。他们还为各种适用于恶劣条件的奇异物种提供生态系统。

一种这样的物种是金色的蜗牛（crysomallon squamiferum，有时称为鳞片状脚），从而源于通风口的营养素。粘附在通风结构中，蜗牛容易受到捕食者，如螃蟹和毒蜗牛，可​​以穿刺或压碎鳞片蜗牛。

为了保护自己，蜗牛使用具有三层组合物的硬质护甲壳。每层都具有不同的化学和物理性质，使它们能够在掠夺性攻击中管理势力的不同作用。

内层就像棉花糖蛋壳复合物后面的砖墙。

外层是由热通风孔喷出的Greigite（硫化铁）颗粒加固的薄有机壳。大多数软体动物从内部构建它们的贝壳，除了使用热通风口的硫化铁沉积物之外，金色鳞片蜗牛还可以。例如，当侵入螃蟹爪确实开始破裂外层时，其特定的微观结构将损坏定位为硫化铁颗粒周围的“牺牲微裂纹”。也就是说，许多小，可管理的裂缝形式，围绕撞击部位，而不是一个可能严重损坏整个壳的大裂缝。

中间层是厚，致密的有机材料层，其本质上是巨大的，这意味着它容易变形。该属性使中间层充当减震器，减轻螃蟹掌握的压力并防止有毒蜗牛的粉碎吹。它可以与蛋壳下方的密集棉花糖进行比较。外层和中间层抑制了大多数，如果不是全部，则震动。

任何剩余的机械能到达钙化内层。这是最后一层防御，如果任何力量足够强大，以影响它，它们可能会永久损坏蜗牛。内层就像棉花糖蛋壳复合物后面的砖墙。

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应用程序想法：开发新颖的结构材料。防护装甲。头盔。车辆。

工业部门对此战略感兴趣：建造;材料科学;工程;军队。

2.白色dogwhelk蜗牛的蛋壳

多细胞海洋生物面临恒定的微生物和其他小型生物寻求粘附的结构。无论它们是真菌，藻类，生物膜形成病原体还是其他生命形态，它们都导致生物污染在较大的生物体表面上会导致严重并发症。

白色的dogwhelk（Dicathais Orbita.），一种海蜗牛，生产鸡蛋，具有显着的防污适应。在开发的早期阶段，蛋壳的外部被均匀脊覆盖。与来自其他海洋生物的卵表面观察到的不规则纳米纹理不同，认为定期间隔充分地靠近一起靠近的脊，以最大限度地减少用于污垢生物的潜在接触点，使它们更加难以连接和沉降。

这一系列的防污染步骤使生物膜和寄生微生物造成伤害鸡蛋。

然而，随着时间的推移，细菌将在蛋胶囊的表面上附着并扎根。为了打击这一点，后期鸡蛋完全揭示了他们的外壳，以揭示下面的新层。

在这种脱落外层之后，脂合爱的液滴从鸡蛋表面上的毛孔挤出，似乎施加某种防腐效果。这一系列的防污染步骤使生物膜和寄生微生物造成伤害鸡蛋，直到它足以孵化。

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应用程序想法：白色Dogwhelk生产纳米纹理表面的能力，防止微生物粘附可以激发新一代无毒和长寿命的抗微生物表面处理。

工业部门对此策略感兴趣： 药物;材料;建造;船舶建筑。

3.条纹低音的保护尺度

许多骨鱼，如条纹低音，通过其尺度接受捕食者的显着保护。厚度约为0.2至0.3毫米，这些鳞片令人惊讶地艰难。他们可以停止大约三个牛顿（比较，牛顿是从树上落下的苹果的重量）渗透它们的力量。

这是通过双层结构实现的。每个刻度由两个同等厚的层组成：外骨层，用于坚固的外部保护的高度矿化，以及较软化的内胶原层，矿化较少。这两层一起工作，以防止鳞片下方的软体组织被刺穿。

鳞片的分层使它们比目前使用的人聚合物更强烈。

当捕食者在其嘴里捕获条纹的低音并开始咬合时，骨粘层是第一层防御层。能够承受大约两个牛顿的力量，骨磁层承受了大部分咬合动力。

从捕食者咬得多的强度，刻度裂缝的一半纵向和宽度，形成四个“襟翼”。沿翼片之间的裂缝的力分布有助于最小化对底层软胶原层的损伤。当咬合继续通过刻度时，向下推开翼片，下胶原层与上骨层分离。

虽然襟翼被推到并继续接触胶原层，但它们有助于将咬合势力重新分配在较大的区域上。这导致软胶原层的损伤较小，而不是如果力浓缩在穿刺部位。皮瓣如此有帮助，以至于它们通过一个牛顿增加了鳞片的整体抗冲击性。

胶原层还有助于通过纤维的取向来抵抗咬合。彼此直角，胶原层的纤维在压力下拉伸。这类似于编织吊床如何握住一个人，而是一堆绳索均在同一方向上不能。这停止了​​捕食者的牙齿立即穿过。从骨层的胶原层的分离也有助于。

鳞片覆盖了大部分条纹低音的主体并部分重叠。与人造保护盖相比，这种双层刻度系统令人惊讶地艰难。与聚苯乙烯和聚碳酸酯相比（用于CD案例和安全性护目镜），单一尺度提供更多的保护。鳞片的分层使它们比目前使用的人聚合物更强烈。

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应用程序想法：坚固柔软的包装。防护服和齿轮轻量级，运动限制减少。温室封面或者会承受天气的面板。

工业部门对此策略感兴趣： 制造业;衣服;农业。