2004年11月9日
昆虫和蜥蜴等动物使用一系列令人印象深刻的工具来实现表面缩放的超级能力。他们使用的结构包括从蚱蜢使用的扁平附着垫到覆盖壁虎脚的微小毛发。
但科学家们从未用数学方法来计算这些不同形状的表现。现在，新的方程式使他们能够比较不同的形状，根据研究人员的说法，这可以让我们设计出比自然界中发现的任何东西都更能粘在墙上的人造表面。
有些动物，包括苍蝇和甲虫，会分泌粘性分泌物，将自己粘在垂直表面上，而另一些动物，如蜥蜴，则使用干燥系统。非常粘稠的胶水很难从表面释放出来，所以动物有时会选择干燥的系统，以便在需要时更容易分离。
这种系统的工作原理一直是个谜，直到两年前，科学家证明壁虎利用分子间引力，也就是范德瓦尔斯力，来爬墙。
蜥蜴利用这些通常很弱的力量，将脚和墙壁之间的表面积最大化。它们的脚底覆盖着数以百万计的微观毛发，每一根都分裂成数百个直径仅为纳米的尖端。接触面积的增加使得毛发和壁虎墙壁之间的分子间吸引力足够大，足以支撑壁虎的生存。
跳台
到目前为止，可用的数学模型都假设所有触点都是球形的。”材料科学家拉尔夫·斯波莱纳克（Ralph Spolenak）说：“如果你观察自然界，这并不是你真正发现的。”。欧洲杯足球竞彩
因此，他和斯图加特马克斯·普朗克金属研究所的同事们重新修改了方程式，以考虑不同动物使用的各种形状，包括毛发、平板、杆和吸盘。苏黎世联邦理工学院的斯波莱纳克说，调整触点的形状会使粘性增加一个数量级以上。
不出所料，该模型发现，如果你假设一个完全均匀的表面，平面接触表现最好，因为它们使表面接触量最大化。
完全光滑的表面在自然环境中很少出现，但斯波莱纳克和他的同事发现，蚱蜢有相对平坦的接触垫，通过有轻微灵活的垫，可以顺应不均匀的斑点，从而绕过这一问题。
但研究人员建议，试图设计人造涂层的工程师应该研究油炸圈饼的形状。要增加粘性，需要将接触元素拆分为越来越小的形状，他们的模型显示，环形接触是最小尺度上最有效的接触。研究人员在《皇家学会学报A》上报告了他们的研究结果。
未来事物的形状
“这是一个重要的理论进步，”俄勒冈州波特兰市刘易斯和克拉克学院的生物学家Kellar Autumn说，他之前展示了壁虎是如何爬上光滑的表面的。
他说，这些发现可能有助于解释蜥蜴的微小毛尖（刚毛）是如何从表面脱落的，以及蜥蜴是如何防止污垢粘在脚上的。
斯波莱纳克相信，他的模型将帮助工程师为室内外空间设计专门的粘合材料。根据不同的情况选择合适尺寸和形状的触点可以帮助机器人在遥远的行星上攀岩，或者给我们提供可以在房欧洲杯足球竞彩间里轻松移动的粘性背景图片。
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来源:本性