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科学家从壁虎贻贝身上获灵感发明“超级胶”

舜网-济南日报

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壁虎身长仅约10厘米,却能够在光滑如镜的墙面和天花板上穿梭自如。贻贝的黏着能力同样惊人,这种双壳贝类动物在水中即使遇到大风浪也能紧紧吸附在岩石上。科学家长期以来研究壁虎的“飞檐走壁功夫”和贻贝的超级黏着力,试图据此发明一种兼有两者优点的胶带。

英国《自然》周刊18日刊载文章,介绍美国科学家最新发明的一种“超级胶”,灵感正是源自壁虎和贻贝。

壁虎黏着原理

实验发现,壁虎能够在垂直竖立的抛光玻璃表面以每秒1米的速度向上爬行。更绝的是,它还能倒挂在天花板上自由行动。这一“绝技”让其他动物望尘莫及。

在干燥表面上,壁虎的脚可以像办公室“随意贴”一样,多次重复粘贴仍具有非常强大的黏着力。

科学家研究发现,壁虎脚底的力量来自最基本的物理学原理——分子引力。分子引力是中性分子距离非常接近时产生的一种微弱电磁引力。

壁虎每只脚底部长有数百万根极细的刚毛,每根刚毛末端又有数百个更微小的分支。这种精细结构使刚毛与爬行表面的分子距离很近,从而产生分子引力,把壁虎牢牢地吸附在物体表面。

“壁贻胶带”

壁虎在干燥环境下拥有超强黏着力。但这一能力在水下环境中却大打折扣。水和其他液体是黏着力的“天敌”,人们试图在流血的伤口敷上绷带时,可以体会到这一点。

科学家观察到,贻贝在水下环境中能够牢牢地紧贴在岩石上,即使有大风大浪袭来也能纹丝不动。

兼顾这两种动物的优点,科学家发明出“超级胶”,不仅能够多次重复粘贴,而且在水下环境也不会失去黏着力。因为灵感来源于壁虎和贻贝,得名“壁贻胶带”。

科学家首先仿照壁虎的脚底,用硅树脂制成许多纳米级细小的“小爪子”,直径仅为一米的4000亿分之一,与紫色光线的波长相当。随后,科学家又仿照贻贝蛋白质的工作原理,在“小爪子”外面包裹一层薄薄的聚合物。最终制成兼具壁虎和贻贝优点的“壁贻胶带”。

用途广泛

梅瑟史密斯认为,“壁贻胶带”的应用范围非常广泛,包括医药、工业、消费品和军用武器等领域,尤其在医疗缝合伤口和机器人水下工作方面,优势更为突出。

这种胶带在重复使用1000次后,仍能保持很强的黏着力,比壁虎的黏着力强2倍。在水下环境中,黏着力约是壁虎在水下的15倍。

“我认为,这种胶带会在将来代替现有的缝合线,也可以制成防水绷带,或者用于药品运输。即使在患者洗澡时,这种绷带也能够牢牢地固定,而在伤愈拆除时也非常方便快捷,”梅瑟史密斯说。(新华社供本报特稿)

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