揭開壁虎超強附著力的秘密

來源: 時間:2015-06-07
壁虎擁有超人般的能力,可以行走于任一角落,包括以驚人的速度和敏捷性爬行于天花板。如今,科學家終于開始更深入地掌握壁虎擁有這種能力的原因。
壁虎在玻璃牆上行走時的趾部底面特寫。

壁虎在玻璃牆上行走時的趾部底面特寫。

据美国俄勒冈州立大学(Oregon State University)的研究人员表示,其关键在于其脚趾头上存在着一种分叉刚毛(branched hairs)系统,该系统可以开启或关闭这些刚毛的“粘性”。这些细小的刚毛能够利用所谓的范德华力——一种较微弱的原子级的作用力。

阿莱克斯·格里尼(Alex Greaney)是《应用物理学杂志》(Journal of Applied Physics)上一篇論文的聯合作者,也是美國俄勒岡州立大學的工程學助理教授,他表示:“這些剛毛和它們的層級結構能夠變形,從而與非常粗糙的表面親密接觸——形成數百萬個接觸點,每個點都能夠支撐少量負載。”

格裏尼的團隊利用數學建模來破解讓壁虎開啓或關閉其趾部粘性的作用機制。他表示,一般情況下,壁虎的趾部不具有粘性,但可以通過應用少量剪力來開啓粘附特性。

“可以把壁虎的附著力看作是摩擦力的相反。”

揭开壁虎的奥秘可能会对人类用到的科技具有众多意义。美国国防部先进研究项目局(Defense Advanced Research Projects Agency)已经参照此前的壁虎附着力模型仿制出适用于攀爬的“皮肤”。不过,格尼尔指出,壁虎刚毛吸收和恢复能量的能力同样具有值得开发利用的潜力。

“吸收能量有助于形成堅韌的粘附接頭——對于壁虎而言,這意味著在跳躍或者滑下之後,它能夠‘接住’自己,同時讓它可以往不同方向快速逃離,避免被捕食。”

解讀:解開壁虎特殊能力之謎,可以讓我們更接近20世紀80年代時一直做的在天花板上跳舞的白日夢,但最好還是配一身更高雅些的行頭。