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材料科学
题目

一身超强保暖的“毛衣”,让北极熊能适应零下40^circmathrm(C)的环境。北极熊的毛是中空结构,里面封装了大量空气,通过抑制热传导和热对流减少热量的流失。北极熊的毛不仅是中空的,而且还有一层约20微米厚的壳,占了毛发直径的近四分之一。借鉴北极熊毛的“核-壳”结构,联合团队历时近6年,做出了一种新型纤维:纤维的中心是高分子气凝胶,内部分布着直径大约为10-30微米的纤长小孔。它们朝着同一个方向排列,像一个个存储空气的仓库;同时,一层热塑性聚氨酯弹性体外壳将内部的气凝胶包裹起来。根据这段文字,可以得出什么结论?A. 新纤维核-壳的作用机制B. 北极熊毛的仿生价值C. 北极熊毛的天然优势D. 新纤维核-壳经济效益

一身超强保暖的“毛衣”,让北极熊能适应零下$40^{\circ}\mathrm{C}$的环境。北极熊的毛是中空结构,里面封装了大量空气,通过抑制热传导和热对流减少热量的流失。北极熊的毛不仅是中空的,而且还有一层约$20$微米厚的壳,占了毛发直径的近四分之一。借鉴北极熊毛的“核-壳”结构,联合团队历时近$6$年,做出了一种新型纤维:纤维的中心是高分子气凝胶,内部分布着直径大约为$10-30$微米的纤长小孔。它们朝着同一个方向排列,像一个个存储空气的仓库;同时,一层热塑性聚氨酯弹性体外壳将内部的气凝胶包裹起来。 根据这段文字,可以得出什么结论? A. 新纤维核-壳的作用机制 B. 北极熊毛的仿生价值 C. 北极熊毛的天然优势 D. 新纤维核-壳经济效益

题目解答

答案

我们来一步一步分析这道题。

题目给出了一段文字,描述了北极熊毛的结构特点,以及科研团队如何模仿这种结构,研发出一种新型纤维。我们需要根据这段文字,判断“可以得出什么结论”。

先逐段理解原文内容:

  1. 北极熊毛的特点:

    • 有超强保暖能力,能适应零下40℃的环境。
    • 毛是中空结构,内部有空气,能抑制热传导和热对流,减少热量流失。
    • 毛还有一层约20微米厚的壳,占毛发直径的近四分之一。
    • 这种结构被称为“核-壳”结构。
  2. 科研团队的仿生研究:

    • 借鉴北极熊毛的“核-壳”结构。
    • 历时近6年,做出一种新型纤维。
    • 新纤维的中心是高分子气凝胶,内部有10-30微米的定向小孔,像“空气仓库”。
    • 外层是热塑性聚氨酯弹性体,作为外壳包裹内部。

从这些信息可以看出,整段文字的核心逻辑是:

> 北极熊毛具有优良的保暖结构(核-壳 + 中空 + 抑制热传导)→ 科研团队模仿这种结构 → 成功研制出一种新型保暖纤维。

也就是说,这段文字的重点在于:人类从北极熊毛的结构中获得灵感,进行仿生设计,制造新材料。

现在我们来看选项:

A. 新纤维核-壳的作用机制

这个选项说的是“作用机制”,即这种核-壳结构是怎么起作用的。但原文虽然提到了结构,但并没有深入解释新纤维的工作机制(比如热量如何被阻隔的具体物理过程),更多是描述结构模仿。所以这个选项不够准确。

B. 北极熊毛的仿生价值

“仿生价值”指的是自然界生物的结构或功能对人类技术发明的启发价值。

文中明确说:“借鉴北极熊毛的‘核-壳’结构,联合团队……做出了一种新型纤维”。这正体现了北极熊毛对人类材料科学的启发作用,也就是它的仿生价值。

这个选项完全符合文意。

C. 北极熊毛的天然优势

这个选项说的是北极熊毛本身的优势,比如保暖、中空结构等。虽然文中确实提到了这些,但这只是铺垫,是为了引出后面的仿生应用。文章的重点不是单纯赞美北极熊毛,而是讲人类如何学习它。

所以这个选项只是部分信息,不是主要结论。

D. 新纤维核-壳经济效益

文中完全没有提到成本、市场、价格、应用推广等经济相关的内容,所以这个选项无中生有,不能选。

结论:

最能概括整段文字主旨的结论是:北极熊毛的结构为人类提供了灵感,具有重要的仿生学价值。

因此,正确答案是:

$\boxed{B. 北极熊毛的仿生价值}$

解析

本题考查对文段主旨的理解和归纳能力。解题的关键在于梳理文段的逻辑结构,明确文段重点强调的内容。

  1. 首先分析文段内容,文段先介绍了北极熊毛的结构特点,包括超强保暖、中空结构、有空气能抑制热传导和热对流、有“核 - 壳”结构等。
  2. 接着提到科研团队借鉴北极熊毛的“核 - 壳”结构,历时近6年做出了一种新型纤维,并描述了新型纤维的结构,中心是高分子气凝胶,内有定向小孔,外层是热塑性聚氨酯弹性体外壳。
  3. 从整体逻辑来看,文段重点在于阐述人类从北极熊毛的结构中获得灵感,进行仿生设计制造新材料,即强调北极熊毛对人类技术发明的启发作用。
  4. 然后分析各个选项:
    • A选项“新纤维核 - 壳的作用机制”,文段虽描述了新纤维的结构,但未深入解释其作用机制,所以该选项不准确。
    • B选项“北极熊毛的仿生价值”,文中明确提到科研团队借鉴北极熊毛的“核 - 壳”结构做出新型纤维,体现了北极熊毛对人类材料科学的启发作用,符合文意。
    • C选项“北极熊毛的天然优势”,这只是文段的部分内容,是为引出仿生应用做铺垫,并非主要结论。
    • D选项“新纤维核 - 壳经济效益”,文段中未提及任何经济相关内容,该选项无中生有。

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