屁步甲炮虫自卫时，可喷射出具有恶臭的高温液体“炮弹”，以迷惑、刺激和惊吓敌害。科学家将其解剖后发现甲虫体内有3个小室，分别储有二元酚溶液、双氧水和生物酶。二元酚和双氧水流到第三小室与生物酶混合发生化学反应，瞬间就成为100℃的毒液，并迅速射出。这种原理目前已应用于军事技术中。二战期间，德国纳粹为了战争的需要，据此机理制造出了一种功率极大且性能安全可靠的新型发动机，安装在飞航式导弹上，使之飞行速度加快，安全稳定，命中率提高，英国伦敦在受其轰炸时损失惨重。美国军事专家受甲虫喷射原仿生机器虫也具有趋光性。理的启发研制出了先进的二元化武器。这种武器将两种或多种能产生毒剂的化学物质分装在两个隔开的容器中，炮弹发射后隔膜破裂，两种毒剂中间体在弹体飞行的8～10秒内混合并发生反应，在到达目标的瞬间生成致命的毒剂以杀伤敌人。它们易于生产、储存、运输，安全且不易失效。萤火虫可将化学能直接转变成光能，且转化效率达100％，而普通电灯的发光效率只有6％。人们模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍，大大节约了能量。另外，根据甲虫的视动反应机制研制成功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中。
其他昆虫与仿生
跳蚤的跳跃本领十分高强，航空专家对此进行了大量研究。英国一飞机制造公司从其垂直起跳的方式受到启发，成功制造出了一种几乎能垂直起落的鹞式飞机。现代电视技术根据昆虫单复眼的构造特点，造出了大屏幕彩电，又可将一台台小彩电荧光屏组成一个大画面，且可在同一屏幕上任意位置框出某几个特定的小画面，既可播映相同的画面，又可播映不同的画面。科学家根据昆虫复眼的结构特点研制成功的多孔径光学系统装置，更易于搜索到目标，它已在国外一些重要武器系统中应用。根据某些水生昆虫组成复眼的单眼之间相互抑制的原理，制成的侧抑制电子模型，用于各仿生机器虫的内部结构类摄影系统，拍出的照片可增强图像边缘反差和突出轮廓，还可用来提高雷达的显示灵敏度，也可用于文字和图片识别系统的预处理工作。美国利用昆虫复眼加工信息及定向导航原理，研制出了具有很大实用价值的末制导引头的工程模型。日本利用昆虫形态及特性开发研制出了六足机器人等工学机器和建筑物的新构造方式。
仿生学的发展与应用
最广泛地运用类比、模拟和模型方法是仿生学研究方法的突出特点。仿生学的目的不在于直接复制每一个细节，而是要理解生物系统的工作原理，以实现特定功能为中心目的。一般认为，在仿生学研究中存在下列三个相关的方面：生物原型、数学模型和硬件模型。前者是基础，后者是目的，而数学模型则是两者之间必不可少的桥梁。
由于生物系统的复杂性，搞清某种生物系统的机制需要相当长的研究周期，而且解决实际问题需要多学科长时间的密切协作，这是限制仿生学发展速度的主要原因。
苍蝇的“宝藏”
苍蝇被列为“四害之一”，人见人厌。但随着科技的发展，人们对苍蝇的生物学结构认识不断加深。它在以下几个方面引起人们的重视。
科学研究表明：苍蝇终生在脏乱的厕所、垃圾堆等许多细菌繁殖的场所，能够生存下来，它是怎样抵抗各种病菌的呢？奥秘在于蝇蛆体内有多种抗菌体，如抗菌肽、干扰素等有机抗菌物质，能杀死各种微生物类细菌。因此，从苍蝇的幼虫蝇蛆体内提取的抗菌物质，在国际上成了生物制药领域的宝贵原料。如美国一家制药科研机构生产的“力诺活力素”被世人公认为“人类第六大生命要素”。专家预言，苍蝇将在21世纪生物制药领域独领风骚。
根据苍蝇仿生制造的直升飞机的机头昆虫学家研究发现，苍蝇的后翅退化成一对平衡棒。当它飞行时，平衡棒以一定的频率作机械振动，以此调节翅膀的运动方向。平衡棒是保持苍蝇身体平衡的导航仪。科学家据此原理研制成一代新型导航仪——振动陀螺仪，大大改进了飞机的飞行性能，可使飞机自动停止危险的滚翻飞行，在机体强烈倾斜时还能自动恢复平衡，即使是飞机在最复杂的急转弯时也万无一失。
苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼，能看清几乎360°范围内的物体。在蝇眼的启示下，人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照像机，这种技术在军事、医学、航空、航天上已被广泛应用。
苍蝇的嗅觉特别灵敏并能对数十种气味进行快速分析且可立即作出反应。科学家根据苍蝇嗅觉器官的结构，把各种化学反应转变成电脉冲的方式，制成了十分灵敏的小型气体分析仪，目前已广泛应用于宇宙飞船、潜艇和矿井等来检测气体成分，使科研、生产的安全系数更为准确、可靠。
仿生的重大成果——生物反应器
生物反应器是指利用酶或生物体（如微生物、动植物细胞）所具有的特殊功能，在体外进行生物化学反应的装置系统。
生物反应器与化学反应器不同，化学反应器从原料进入到产物生成，常常需要加压和加热，是一个高能耗过程。而生物反应器则不同，在酶和微生物的参与下，在常温和常压下就可以进行化学合成。因此，生物反应器问世之后，受到化工部门的重视。化学工程专家认为，应该尽可能多地让化学合成过程由生物去完成。设计理想的生物反应器，就成了现代生物技术产业的一个重要任务。
设计生物反应器时要考虑两点：一是选择特异性高的酶或适宜的活细胞作为催化剂，尽可能减少副产物，提高产品产量；二是尽可能提高产物的浓度，降低成本。
生物反应器首先在发酵工业中得到应用。发酵工业中使用的生物反应器，实际上是发酵罐。另一种是以固定化酶或固定化细胞为催化剂的酶反应器。世界上最大的发酵罐高达100米，直径7米，容积为4000立方米，远远望去，犹如一座壮观的圆形塔。
为什么要研制生物传感器
要回答这个问题，必须先知道什么是生物传感器，它有什么用途？
生物传感器是利用生物活性物质与电化学或其他传感器相结合而形成的新型探测器件。生物传感器中最关键的部件是生物活性物，它可以是生物酸、抗体、生物膜或者活细胞等。这些活性物质与所要测定的物质相遇，便会发生化学变化、物理变化或生物化学变化。此类变化进一步通过化学过程或其他传感器的作用，转化为电信号或光信号，就可以被仪器记录下来，成为可掌握的信息。
世界上第一台生物传感器是在20世纪60年代由美国开发成功的酶传感器。他们利用酶的专一性，即能识别某种物质分了的独特功能，研究成生物传感器的最初构型——葡萄糖酶电极。用它可以很方便地测定出人体血液中和尿中的葡萄糖含量。这是检查糖尿病的很有效的办法。
从那以后，开发生物传感器进入了一个飞速发展的时期。首先，生物传感器有极灵敏的检测本领，即使是含量极低的检测物也逃不过它的火眼金睛。第二，生物传感器的测定过程简便快速。一般检测一次仅需2～20小时。第三，它可以直接在人体内进行检测，而不需要在体外取样进行检测。
生物传感器已广泛用于食品、卫生、医疗、环境等领域。
激光与纳米技术
激光与纳米技术激光技术概览
激光是基于受激发射放大原理而产生的一种相干光辐射。
早在1917年，爱因斯坦为解释黑体辐射定律，首次提出了激光的理论假设。但直到20世纪40年代末，人们在研究射频和微波波谱学的过程中，才首次注意到粒子的受激辐射过程。1960年美国首次研制成功红宝石激光器。
人们常见到的各类普通光源，如太阳、电灯等都是基于自发辐射过程的发光。早期的激光射线管。而激光是基于特定能级间粒子反转体系的受激辐射过程，因此激光的波长只在很小的范围内变化，从而具有很高的单色性。受光学共振腔的方向限制，激光光束几乎不发散地向前传输（高定向性）。而且激光还具有高亮度、高能量、高相干性等良好的性质。
现在激光已经普遍应用于生活、科研等各个领域。
激光的特性
激光的聚光性
激光的方向性强。普通光源发出的光射向四面八方，而激光的方向性很强，即它的聚光性好。激光就是一种强聚光，它的发散角极小，可以得到几乎接近于理想程度的平行光。这样的光束照射出去，在1公里外，照射面积的直径只有10厘米左右；照到距地球38万公里的月球上，光斑直径也只有30多公里。发散角小这一特征，使激光在通信领域特别有用。
激光的亮度
绝大多数普通光都不及太阳光亮，而激光的亮度比太阳光高千亿倍，足以使以往所有的光源都黯然失色。正因为激光具有如此高的亮度，所以把激光汇聚起来，就可以在极短的瞬间和在极小的直径范围内，产生几千度到几万度的高温、几百万个大气压的高压和每厘米几千万伏特的强电场。
激光的单色性
无论是在生活与工农业生产上，还是科学研究中，常常都需要单种颜色的光。而普通光源发出的光，颜色都比较混杂，不但有可见光，还有不可见的红外线和紫外线。在普通光源中单色性最好的是氪灯，它发出的红光分布的波长范围只有9．5×10-14米，被誉为“单色性之冠”。激光的单色性远远超过这个“单色性之冠”许多倍，如氨氖激光器输出的红光波长范围可以窄到2×10-18米，是氪灯发射的红光波长范围的1／50000。
激光的相干性
普通光源发出的光波在频率、相位和传播方向上是很不相同的，称为非相干光。而激光器发出的光具有同方向、同频率、同位相或位相差恒定的特点，因此具有很好的相干性。普通单色光源的相干长度（衡量光源相干性的好坏的物理名词，即产生干涉效应的两分光束的最大光程差）的数量级在10-3～10-1。米范围内，激光器的相干长度可达180千米。
激光的闪光时间
在生产和科研中，也常常需要闪光时间很短的光源，利用它可以帮助我们了解变化非常迅速的过程。普通光源的闪光时间不短，照相用的闪光灯的闪光时间是1／1000秒左右。脉冲激光的闪光时间很短，可以达到6×10-15秒。
激光的发现与发展
当代科技的四大发明之一——激光
激光是20世纪最重大的科学技术成就之一。它的出现，标志着人类对光的认识和利用进入了一个新阶段，使古老的光学学科焕发出青春，推动了现代光学应用技术的革命性进展。激光从发明到应用的时间比任何技术发明的应用周期都短，从世界上第一台激光器出现，到实际应用，仅一年时间。由于激光技术广泛应用于许多尖端领域和国民经济部门，并取得了相当好的经济效益和社会效益。因此，它成为当前最活跃的高新技术之一，并与原子能、半导体、电子计算机一起被誉为当代科技的四大发明。
爱因斯坦奠定了激光器理论
世界上第一台激光器于1960年发明。然而，关于激光器的基础理论早在1919年就由著名科学家爱因斯坦奠定了。爱因斯坦在研究电磁波与原子系统相互作用时，提出了受激发射理论。这是激光理论的核心，是激光器得以发明和发展的理论基石。
激光器的基三结构
激光器由工作物质、泵浦源、谐振腔三部分组成。
工作物质是发射激光的材料，其功能和普通光源的发光材料（如白炽灯中的钨丝）相同。一般说来，任何光学透明的固体、气体、液体都可以作为激光器的工作物质。但是，如果所选用的材料其原子能级结构能满足某些要求，那么将使激光器获得诸如输出激光的功率高、输出激光的波长可连续变化等更好的性能。
泵浦源是向工作物质输入能量，把原子从基态泵浦至高能级状态的能源。常用的泵浦源有：普通光源（如氙灯、氪灯）；气体放电（利用气体放电中产生的电子碰撞气体原子，把它泵浦至高能级）；电子束；化学反应能（化学激光器就是利用化学反应的能量泵浦原子的产物）等。
谐振腔是由放置在工作物质两端的反射镜组成的系统，其中一块反射镜的反射率接近100％；另一块有适量的透过率，激光就从这块反射镜输出来。谐振腔的作用主要有两个方面：一个是让工作物质产生的受激辐射来回多次通过工作物质，增强受激强度，最后达到激光振荡；另一个是有选择地只让沿工作物质光轴附近传播的以及波长在原子谱线中心附近的受激辐射不断地受到工作物质放大，达到激光振荡。显然这有助于改善激光器的方向性和单色性。
新激光器的发明
继1960年发明红宝石固体激光器后，1961年美国科学家贾万发明氦氖气体激光器，1962年霍尔发明半导体激光器，1966年出现了频率可调的连续染料激光器。
世界上第一台激光器
1960年8月28日，人们第一次可以轻松地看到激光了。这种仪器是由美国休斯研究实验室的西奥多·梅曼研制的。这种称为“微波激射器”的仪器要归功于美国物理学家查尔斯·汤斯，因为它是在汤斯的“激光器”的基础上研制的。更有趣的是，“激光红宝石激光器剖面图器”这一发明竟然是汤斯在一次等待餐馆开门时而即兴想出来的主意。