材料①庄子与惠子的“子非鱼,安知鱼之乐?”“子非我,安知我不知鱼之乐?”相争持续…
材料①庄子与惠子的“子非鱼,安知鱼之乐?”“子非我,安知我不知鱼之乐?”相争持续了两千年,那么“鱼之乐”是怎么样的呢?鱼又是怎样“看世界”的呢? ②原来鱼具有特殊的皮肤感受器——侧线,主要分布在头部的眼眶上下部还有鱼体两侧,由鳞片上的孔结构、充满粘液的侧线管以及感觉器神经丘组成。当鱼在水中下潜或者水流速度发生变化时,水压能够通过侧线管上方鱼鳞片的孔洞结构传递到侧线管中的粘液,并进一步通过浸润在粘液中的神经丘传递到神经中枢。这样,鱼就能“看”到周围水深还有水流速度。 ③随着对水下世界的探索,基于柔性传感材料的水下传感器被广泛研究。然而,水环境对传感器传感性能的负面影响仍然存在,且基于柔性传感材料的水下传感器的水下深度探测范围有限。 ④受鱼侧线传感器启发,中国科学院宁波材料技术与工程研究所智能高分子材料团队设计了一种结构与机理都与侧线传感器相似的水下传感器(LUMS),帮助我们探索水下深度、感知水下环境。 ⑤传感器中的自支撑薄膜部分通过模型中的孔洞暴露在水环境中,水压透过孔洞作用于传感薄膜。这时,薄膜在水压和空气腔中的气压共同作用下快速变形到平衡状态,同时传感器中的石墨烯充当神经元将水压变化传递到神经中枢(电信号显示器)。在不同的深度下,薄膜的形变程度不同,因此传感器能够实现水下深度探测。通过调控自支撑薄膜的直径,仿鱼侧线水下传感器可以实现1.8m深的水下探测范围,远远大于其他柔性传感器水下深度探测范围。 ⑥在生活中,我们稍加留意就会发现,鱼在“看”到岸边的人跺脚时会受到惊吓般游走,鱼群在石头投入池塘中时也会快速散去,稍微感受到一点风吹草动就会逃走,在侦察敌情这上面小鱼们可是满分选手。 ⑦在实验中,仿鱼侧线水下传感器也展现出了超高的警惕性。当在液面上方施加不同速度的模拟风时,LUMS可以快速感知风引起的液面波动。除不同风速外,LUMS还能够有效地识别分别从液面上方20cm、40cm及60cm处落下的水滴。更有趣的是,LUMS还能够感知到鱼钩掉落水中,并检测到一些自然落下的物体,如树叶、树枝和石头。这些物体落入水中会引起液面发生微小或剧烈的振动/波动,使LUMS中薄膜承受的水压相应改变,最终被传感器识别。此外,我们操纵摆动尾巴的机器人鲨鱼在传感器周围移动,LUMS有效地监测到小振幅或大振幅的鲨鱼尾巴摆动状态。 ⑧总的来说,这种结构简单、灵敏度高、低成本的水下传感器能够较为精准地检测大范围水下深度,灵敏地监测液面波动,也能够实时感应液面下方的潜在威胁(大鱼经过传感器),有望在水下监测、水下通信以及水下预警等领域发挥重要作用。 问题:关于水下传感器(LUMS),下列说法与原文相符的是:
A. 水压无法直接透过孔洞作用于传感薄膜B. 能够根据薄膜的厚度实现水下深度探测C. 未来将取代其他水下探测柔性传感器D. 其结构机理与鱼侧线传感器较为相似先想一想,再看答案与解析 ▸
正确答案:D
【正确率 84%|考点:细节判断题】
A项,根据第⑤段“传感器中的自支撑薄膜部分通过模型中的孔洞暴露在水环境中,水压透过孔洞作用于传感薄膜”可知,传感薄膜暴露在水环境中,水压直接透过孔洞作用于传感薄膜,与文意相悖,排除;
B项,根据第⑤段“在不同的深度下,薄膜的形变程度不同,因此传感器能够实现水下深度探测”可知,水下深度探测是通过薄膜的“形变程度”来实现的,“厚度”偷换概念,排除;
C项,根据第⑤段“远远大于其他柔性传感器水下深度探测范围”可知,“取代”无中生有,排除;
D项,根据第④段“受鱼侧线传感器启发,中国科学院宁波材料技术与工程研究所智能高分子材料团队设计了一种结构与机理都与侧线传感器相似的水下传感器”可知,表述正确,当选。
故正确答案为D。
【文段出处】《“子非鱼,安知鱼之乐”——从鱼的视角“看”世界》
考点细节判断题普通篇章