蜘蛛毛的功能多样性可能导致强大的,可逆的粘合剂

蜘蛛可以在不同类型的表面行走,比如直立行走,甚至是倒立行走,但它们是如何做到这一点的尚不清楚。

蜘蛛毛的功能多样性可能导致强大的,可逆的粘合剂
扫描电子显微镜(SEM)替代物基部的图像(即,在腿部最低部分的粘合剂毛发上。(a)左侧是最接近外骨骼的粘合毛发的毛发轴。在它们的插入时,毛轴变得更薄,并且在外骨骼上的止动件结构相遇并附着在其上。(b)相同区域的进一步放大:星号标记毛发向上弯曲的枢轴点。远端与近端意味着远离与腿尖端的爪子。图像信用:B Poerschke,Sn Gorb和F Schaber。

分析这方面可以为生产具有生物灵感的、强大的、可逆的粘合剂铺平道路。几十年来,科学家们一直在努力更好地了解蜘蛛的脚。

现在,一项新的研究发表在边疆在机械工程中他首次证明了毛发状结构的特征,这种结构形成了粘着的脚Cupiennius Salei -流浪的蜘蛛- - - - - -比之前认为的更加多变。

当我们开始实验时,我们希望找到一个特定角度的最佳粘附性和类似的粘附性能的所有个别附着毛发。但令人惊讶的是,粘附力在不同的头发之间有很大的差异,例如,一根头发在与基质低角度时粘附最好,而另一根头发在接近垂直时粘附最好

克莱默斯博士Schaber,基尔大学的研究组领导者

的脚Cupiennius salei由大约2400根微小的毛发或“刚毛”(1毫米厚的百分之一)组成。Schaber和他的同事Bastian Poerschke和Stanislav Gorb获得了这些毛发的样本,然后确定它们在各种光滑和粗糙表面上的附着程度,其中也包括玻璃。研究小组研究了这些毛发在不同接触角度下的表现。

不同类型的头发一起工作

令人惊讶的是,每根头发都显示出特殊的粘性。在高倍显微镜下观察时,研究人员发现,每根头发都显示出以前未被识别的、明显不同的结构安排。根据研究人员的说法,这种多样性可能是理解蜘蛛如何能够爬上多种表面的关键。

新的研究只关注每只脚的少数数千头发,因为资源太有限,无法研究它们。然而,该团队认为并非所有毛发都是独一无二的,并且可能有可能找到群集或重复模式。

BioinSpired应用可能

尽管像蜘蛛一样制造纳米结构仍然非常困难,特别是要实现自然材料的稳定性和可靠性,我们的发现可以进一步优化现有的可逆和无残留人工粘合剂模型。欧洲杯足球竞彩在蜘蛛附着系统中发现的不同形状和对准的粘附接触原理可以提高生物激发材料对各种不同性质的基材的附着能力。欧洲杯足球竞彩

德国基尔大学研究小组组长Clemens Schaber博士说

期刊引用:

Poerschke, B。,.(2021)蜘蛛的个体附着夹具的粘附Cupiennius salei不同粗糙度和表面能的基底。机械工程前沿。doi.org/10.3389/fmech.2021.702297

来源:https://www.frontiersin.org/

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