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人人都能飞檐走壁美欲制造蜘蛛侠手套

2019-01-30 22:43:24

人人都能飞檐走壁 美欲制造蜘蛛侠手套

美国科幻电影《蜘蛛侠》

壁虎抵抗重力的能力来自于足底的刚毛结构

美国科幻电影《蜘蛛侠》让无数人梦想自己有一天也能飞檐走壁。这一梦想有望在几年后实现。

美国加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员说,借鉴壁虎吸附墙壁的原理,他们有望在3年内制造出可帮助清洁人员清洗建筑物外墙、攀岩者攀爬岩壁的“蜘蛛侠手套”。

壁虎吸附原理

专家组说,他们已弄清壁虎吸附墙壁和蜥蜴在侧壁上自由爬行的原理。

研究显示,壁虎之所以能抵抗地心引力吸附在物体表面,是因为它脚掌上长满了被称为“刚毛”的细微绒毛,每只脚上约有几万至几十万根。每根刚毛末端又有成百上千个直径仅0.25微米的凸出物。这种精细结构使刚毛和爬行物体表面分子距离极近,从而产生分子引力。

由于刚毛数量众多,无数个微小引力凝聚成一股巨大吸力,使壁虎能够轻而易举地吸附在物体表面。正是这一理论带给专家研制“蜘蛛侠手套”的灵感。

“蜘蛛侠手套”

23日出版的美国《相互联系》季刊刊登了加州大学伯克利分校研究人员的两项研究报告。

报告说,“蜘蛛侠手套”的工作原理不同于常见胶带,它所采用的强力干性黏合材料属于方向性黏合材料――只有在两接触面相对滑动时才产生黏合效果,这与壁虎依靠刚毛不停地与墙面接触和分离以达到吸附效果的原理一致。

制造这种黏合材料需要利用一种硬塑料质地的极小的聚丙烯纤维构造。每根纤维长15至20微米,直径0.6微米,将被平行于接触面放置,以便与手套表面完好贴合。

参与这项研究的罗恩・费林告诉英国《每日电讯报》:“这种效仿壁虎吸附墙壁原理的手套有望在3至5年内面世。”

实际应用前景

在谈到“蜘蛛侠手套”的前景时,费林说:“当然,在攀岩时,攀登者的水平更重要,而且能在膝盖、胸部等处也用上类似黏合材料。”

他指出,在实际应用方面,还有很多问题需要解决,比如如何更好地吸附于大楼外墙等一些较脏、较粗糙的地方。“蜘蛛侠手套”不含黏合材料的部分也必须做得更牢固,否则强大的吸力可能使塑料纤维构造在手套与接触面分离时变形。同时,如何确定接触面积的尺寸以确保使用者安全也是个重要课题。

目前,“蜘蛛侠手套”技术还只能对付光滑玻璃,研究人员希望将来开发出可操控、可反复利用的黏合材料,用于医学设备、运动装备及爬行机器人。这种新型黏合材料还有望被用于太空领域,因为由于真空,常见黏合剂无法在太空使用。

无独有偶。意大利都灵理工大学教授尼古拉・普尼奥也计划通过效仿壁虎的吸附原理,利用约10年时间,研制出能让人“飞檐走壁”的“蜘蛛服”。(郑开君)

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