结构：来自鸡蛋的课程

假设你需要确定十大生物设计是什么。它们是什么呢?我知道我的一个候选人肯定是鸟蛋。

我们的世界中有很多不同的鸡蛋，无论哪一类动物，昆虫，鱼类，鸟，爬行动物，两栖儿或哺乳动物都是哺乳动物，哺乳动物和鸡蛋的哺乳动物和产卵），我都会发现它们都很令人着迷他们。然而，我会选择鸟的蛋，作为个人最喜欢的蛋。为其代表，谁可以抵抗所有鸟蛋，鸵鸟蛋？

为什么是鸵鸟蛋?还有那优雅的形状，那么原始而独特;当一个人试图不使用“egg”或源自拉丁词根“ovum”(oval, ovoid等)的术语来描述它时，尤其明显。同样，也很难列出它的组成部分和特性。

还有与鸵鸟相关的人群令人愉悦的统计数据：最大的生活鸟，最快的双表赛道，壳最厚的贝壳（20％），世界上最大的单细胞（胚胎），相对于鸟类的最小鸟蛋，以及世界的最大的单蛋煎蛋卷，相当于大约二十张鸡蛋。

然而，对我来说最重要的是，它的结构代表了在一个统一的形式中解决看似不可调和的目的矛盾。它从未停止激励。

你希望以下内容在你的下一个设计概要中是怎样的?“一种薄材料以1:100的厚度/半径比完全包围和密封所包含的体积，没有任何额外的外部或内部固体支撑的平滑的曲线梯度。它必须从外部抗裂，但从内部易碎。它必须在流体介质中不表现出明显的阻力，但必须抵抗无意的滚动。它必须封闭细菌、灰尘和水，但允许空气进入和二氧化碳排出。它必须缓解温度的大幅波动。”对了，它还得承受一只240磅的雄性鸵鸟坐在上面所产生的压力。

一点薪水，你不会说吗？我们甚至没有指定材料或生产方法。让我们来看看鸡蛋如何解决这些问题的一些问题，从那种显着的薄包层开始。壳体由水，蛋白质，脂肪，钾和氨基酸制成，如果您通过扫描电子显微镜查看截面，您将看到它确实具有不同的特征。

在外面是一种蛋白质层，称为角膜，其在刺穿矿物壳的成千上万的漏斗状孔的表面上。在硬壳内部的另一个双膜进一步保护胚胎，并允许它通过壳体呼吸。内膜囊中的血管为胚胎带来氧气并脱离二氧化碳。最后存在胚胎本身的抗细菌化合物。

蛋白，或蛋清，也有其他功能。蛋黄提供蛋白质、脂肪、维生素和矿物质，而蛋黄则提供小鸡发育所必需的水分。然而，在储存和分配这些水的同时，它也在硬壳和胚胎之间起到减震缓冲的作用。我们都很熟悉它的明胶性质。

这些特性的结果是:“……液体不能被压缩，只能被置换，是一种弹性物质。”当胚胎被有力的冲击推到外壳上时，液体必须流过外壳并将破坏性的能量转化为热量。在鸡蛋较厚的一端(与重心相同的一端)安装一个气垫，进一步提高了鸡蛋的减震效果。在下落的物体中，重心移动到可能的最低点，所以在卵子中，胚胎落在气垫上。鸡蛋中的气穴还有另一个机械功能。它可以防止温度波动使外壳开裂。《生命是如何学会生活的》

再次注意静态形状（卵宽），在普遍的力（重力）内，可以采用立即响应条件（下降）的威胁变化。谈论快速部署！为什么不让启动中断力量的安全措施到位？为什么不选择能源的结构作为这种机制的输入？

就像在那样鲍鱼壳，我们看到柔性蛋白质和硬质矿物组合在交替的层中进行耐用性：复合材料。我们还看到了用于被动陷阱和过滤的挡板和膜。这些膜保持较大的水分子，并且较小的氧气和二氧化碳允许通过。

外壳的大体形状对保护很重要。弧形、无缝的结构将冲击力分散到整个结构中，就像我们建筑的穹顶分散材料的压缩重量一样。试着用一只手打破鸡蛋而不用大拇指。没那么容易!它是你的拇指的点负荷或搅拌碗的边缘，最终裂纹的情况。同样，正是鸟喙的点载荷能够集中足够的力量打破蛋壳。

还帮助小鸡是在内部而不是拱门外部的显着结构含义。如果您制作完整的（并且锚定的）拱门的石头，每石的重量都会向下推动其下邻居并保持结构完好无损。你越下弓的越多，它就越挤在一起。然而，在推出其中一个石头时，力量采用不同的负载路径，克服单石的惯性是您打破拱门的方式，或者将小鸡打破壳。

鸡蛋没有锋利的边缘的事实使其能够容易地通过出生运河。然而，一旦筑巢，鸡蛋面临着不同的挑战：保持在一个安全的地方优先走动。答案再次反映在形状：卵圆，因为它的几何偏差，倾向于在自归圈中滚动，而不是作为一个完美的球体直接下山。值得注意的是，许多居住在悬崖上的海鸟是一个单数和最终事件，产生明显更加偏见的鸡蛋，甚至到锥形的点。辩论仍然是关于这一现象的主要影响：进化或物理。

蛋制成前10名设计列表，因为它是解决了矛盾的研究。它需要轻松移动，然后留下来。它需要抵抗断裂，然后轻松打破。它需要将一些东西封装出来，但允许其他人进入。它需要保留一些东西，但允许其他人。它需要容纳一个移动的胚胎，但保持它在内部撞击。它需要在独立的空间内滋养生存和生长的东西。值得注意的是，鸡蛋一直这样做，并且它们在很大程度上在结构上进行。

在我的下一篇文章中，我将讨论在我们的建筑世界中，人们如何使用鸡蛋中展示的原则。顺便说一下，我真的很想知道你最喜欢的设计冠军是谁，所以给我留言吧。

Tom McKeag在加州艺术学院和加州大学伯克利分校教授生物灵感设计。他是BioDreamMachine的创始人和总裁，这是一个非盈利教育机构，为K12学校带来生物灵感设计和科学教育。

^{鸵鸟蛋- CC许可证通过Bo&Ko}