
壁虎以其縮放垂直牆壁甚至倒置的能力而聞名,現在科學家更多地了解了專家登山者如何實現這些反對重力的壯舉:壁虎可以迅速將其腳的粘性開到和關閉,這是一項新的研究發現。
壁虎的腳趾經過深入研究,它們的粘性特性啟發了一些令人難以置信的技術,例如無針蹟的方法密封傷口和粘性的手持式槳有一天幫助士兵縮放牆壁。在過去的十年中,研究人員一直在開發具有納米級纖維的合成粘合劑,旨在模仿壁gecko腳趾。
但是,對壁虎粘附微妙之處的新研究表明,自然仍然超過了實驗室的科學家。 [仿生:7個受自然啟發的技術這是給出的
壁虎可以粘在表面上,因為它們的球腳趾被數百個小小的微型頭髮覆蓋,稱為剛毛。每個seta都分成數百個較小的刷毛,稱為刮刀。科學家已經知道,微小的頭髮的簇離牆壁和天花板上的輪廓如此之近,以至於范德華力啟動。這種類型的物理鍵發生在壁虎頭髮分子和壁分子的電子相互作用並創建一個電磁吸引力。
現在,研究人員已經發現了作用在壁虎上的力平衡及其腳趾頭的角度如何有助於該生物的成功。該系統使Geckos能夠如此迅速地粘貼並伸出腳,以至於他們可以以每秒20個身體長度在表面上奔跑。
俄勒岡州立大學俄勒岡州立大學工程學教授Alex Greaney對Live Science說:“從定義上講,壁虎並不粘。 “正是這種使毛髮的靈活性,角度和可擴展性的令人難以置信的協同作用使它成為可能。 ”
格雷尼(Greaney)和一組研究人員創建了一個數學模型,該模型顯示了剛毛角度和在壁虎相互作用時在壁虎上起作用的力量,以創建一個精緻但功能強大的粘性系統。
剛毛從壁虎的腳下發芽的剛毛不會以90度的角度直立,而是以傾斜的角度分支。數學模型表明,如果頭髮以更接近水平的角度彎曲,則壁虎可以粘在增加的表面積,並且壁虎可以支撐更多的重量。
剛毛也是超靜脈。當壁虎跳到另一個表面或迅速改變方向以逃脫捕食者時,其腳趾頭必須吸收大量的能量並重定向。剛毛的柔韌性和彈力有助於重定向能量,使壁虎可以以任何角度行走,除非表面被過多的水分覆蓋,在這種情況下,它們的粘性功率會降低腳開始滑倒。 Greaney說,剛毛過於柔韌的剛毛或太長的剛毛會糾結起來,並導致壁虎滑落並從表面上下降。
該模型還表明,壁虎能夠通過將自己的力施加到牆壁上來平衡重力的力。他們可以將腳壓在身體上,然後將腳拖到表面上而不會掉落。格雷尼說,下一步是探索摩擦的作用。
該研究的詳細信息今天(8月12日)在《應用物理學雜誌》上發表。
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