爬山虎的脚

梁润宁

不要瞧不起那些灰色的脚,那些脚巴在墙上相当牢固,要是你的手指不费一点儿劲,休想拉下爬山虎的一根茎。

——《爬山虎的脚》

“爬山虎的脚”长在茎上。茎上长叶柄的地方,反面伸出枝状的六七根细丝,每根细丝像蜗牛的触角。细丝跟新叶子一样,也是嫩红的。这是叶圣陶先生笔下的爬山虎的“脚”,当然也应该是大部分人眼中的爬山虎的“脚”。那么,在科学家眼里,爬山虎的“脚”会有什么不同吗?

用科学术语来称呼的话,爬山虎的“脚”应该叫做“吸盘”。科学家曾借助扫描电子显微镜,不仅观察了嫩的、新生的湿吸盘,也观察了老的、成熟的干吸盘。令人惊讶的是,在嫩的湿吸盘内,可以看到细胞就像气球似的,一个挨一个,组成蜂窝状的结构,这些空隙被称之为“微孔”。在老的干吸盘内,微孔之间还有微管,内壁非常光滑,它们如同橡皮管一样,把微孔相互连接起来。“这种连接,就好像大城市里复杂交错的高速公路网,某些地方微管的延伸,就好像高速公路向左、向右、向前延伸一样。”科学家解释说,从结构力学的观点看,正是这种蜂窝状的结构,加强了爬山虎“脚”的黏附强度。

在生长过程中,爬山虎的吸盘还会分泌黏液,这些黏液积聚在微孔内,并通过微管分流和运送。这些黏液里面含有多种化学成分,大部分成分属于植物激素,对爬山虎的生长发育起到很重要的作用。不仅如此,通过微量化学分析,科学家们还发现植物激素属于弱酸性物质,这种物质与表面接触后,发生了一种缓慢的化学反应,并形成新的物质。这种物质又增强了脚与接触面的黏附力。除此之外,还有一些成分属于糖类,这些糖类也具有一定黏性。

此外,吸盘内还有氮气和氧气,随着生长和发育,氮气被光合作用消耗掉,而氧气被某些分泌物发生的氧化反应消耗掉,当所有气体被消耗掉后,结果导致吸盘里形成负压,从而进一步加强了“脚”与接触面的黏附强度。

科学家说:“未来完全有可能模拟爬山虎吸盘的特性,设计出一些优异的黏合性仿生材料。”并粗略估计由吸盘材料仿生制作而成的手掌,一根手指尖(表面积大约为1平方厘米)吸附在衬底上就能承受114千克的人体重量。而这种仿生材料铸成的单个手掌完全吸附在衬底上时大约能够承受一头重达22.9吨的抹香鲸。当然,要想让这些设想变为现实,还有待于进一步的研究和开发。