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飞檐走壁鞋

2023-08-23

知识就是力量 2023年8期
关键词:黏附力范德华刚毛

为什么壁虎的皮肤不分泌黏液也能附着在墙壁上?科学家通过电子显微镜观察发现,它的每只脚上都长有约50万条由角蛋白构成的纳米级尺寸的刚毛。这些长0.03~0.13毫米、直径仅为我们头发丝1/10的刚毛,末端又会分岔成不计其数的铲状匙突。科学家根据这些特殊的结构,制作出了“壁虎胶带”,用这种胶带制作的鞋底,具有惊人的黏附力。

壁虎能够在墙壁、玻璃等粗糙或光滑的表面上行走,是因为其脚上极微小的匙突会和接触面产生范德华力。范德华力(又称分子作用力)是产生于分子或原子之间的静电相互作用,虽然能量非常微小,但因为壁虎的匙突众多,积少成多就能承载壁虎自身的重量了。

这种黏附力不是只靠垂直于接觸面的压力,更多的是依靠平行于接触面的拉扯,而当这种拉力超过某一临界角时,刚毛便能轻松地与接触面分离,依靠这一原理,壁虎便能在天花板上行动自如。

壁虎的刚毛具有自我清洁的能力,每一撮刚毛之间确实存在空隙,不过施加于刚毛之间的每一次横向拉扯都会将空隙间的灰尘推出,因此壁虎的脚掌可以一直保持干净的状态。

未来,这种材料会被应用于更多的场景中,提高人们在各种地形下的运动效率,带来更多的便利。

(责任编辑 / 张丽静 美术编辑 / 韦英章)

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