受壁虎启发的粘合剂可能是下一个粘性发明

维可牢尼龙搭扣、强力胶和便利贴……这三样东西一开始都是鲜为人知的发明,但现在却是日常生活中不可或缺的东西。那么,现代社会的下一个理念会是什么样子的呢卡尔加里大学这位生物学家试图弄清楚壁虎是如何附着在几乎任何表面上的,包括玻璃。

“与大多数生物不同,壁虎不使用粘性分泌物来帮助它们悬挂,这都是由于它们神奇的皮肤结构,”安东尼·拉塞尔教授说,他是壁虎家族蜥蜴方面的世界领先专家之一。“要弄清楚它们是如何穿过天花板、爬上窗户的,这非常复杂,但由于它可能产生的技术,它正得到很多关注。”

关于gekkotan胶粘剂研究的最新进展是罗素和C大学研究生梅根·约翰逊发表在最新一期《加拿大动物学杂志》上的一篇论文。这是为数不多的研究之一,研究壁虎独特的脚趾垫是如何让它在自然栖息地移动的。

几乎所有已经完成的研究都着眼于壁虎如何在玻璃和其他光滑的表面上行走,但当然它们的脚是为了在非常不同的表面上移动而进化的,拉塞尔说。“通过观察它们是如何爬上岩石和其他自然表面的,我们希望能更好地了解它们的粘附系统,因为应对粗糙和不可预测的地形会带来与平滑甚至平坦的地形完全不同的问题。”这需要在微观水平上研究动物和它们所使用的地形。”

不同于树蛙和许多用某种胶状液体来抓取的昆虫,壁虎是干燥的悬钩子。它们扇形的、高度灵活的脚使它们在移动或站立(上下或上下)时能够在广泛的表面上获得牵引力。这种抗重力的力量来自壁虎脚趾上数以万计的毛发状结构,被称为刚毛。2000年,研究人员证明了刚毛的大表面积使动物能够利用分子级的引力,即范德华力,粘附在几乎任何表面上。最近的研究表明,摩擦也与此有关,而且这些动物使用一整套技巧来帮助它们随时适应环境。

通过观察非洲南部一种壁虎的岩石栖息地,罗素和约翰逊得出结论,刚毛可能进化为壁虎在崎岖的表面上提供牵引,因为每个脚趾垫中只有一小部分能够找到支撑来保持抓地力。

“这有点像汽车的轮胎,”Russell解释道。“路面有很大的面积,但在任何时候,只有很小一部分与路面接触,在各种情况下,你都要依靠它来完成这项工作。”

世界各地的研究人员和企业都在竞相制造出世界上第一种人造“壁虎胶”,而美国军方则率先尝试制造出以壁虎为灵感、可以在任何表面爬行的机器人。

罗素说:“我们的目标是创造一种完全干燥的粘合剂,它不会留下任何残留,只要你加载它,它就会一直附着在上面,并且可以无限次地重复使用。”“一旦我们掌握了它的工作原理,它的制造成本就会相当低,可能的用途也会无穷无尽。”

罗素说,学习自然如何设计物种来应对环境挑战,为人类创新提供了关键经验。

他说:“这种纳米技术已经存在了5000多万年,而我们才刚刚开始了解它的工作原理。”

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