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研究人员俄勒冈州立大学(OSU)正在研究壁虎的粘附机制,壁虎的粘附机制具有特殊的能力,可以保持在任何表面,包括倒置。
该研究已发表在《应用物理学杂志》上。默认情况下,壁虎的脚不粘,但是他们有能力使用脚趾上的头发激活其粘性。
这种惊人的特征有助于这些蜥蜴达到很高的速度,甚至可以坚持天花板,而无需花费太多能量。这个独特的过程由Alex Greaney描述OSU以及本研究的合着者。
Greaney解释说,壁虎使用Van der Waals力量粘在墙壁和天花板上。这些力是弱原子力量的力量。但是,由于其脚趾上有非凡的分支头发系统,壁虎能够利用这些力量。
这些头发(也称为“ seta”),它们的众多分支发生变形,以与最粗糙的表面紧密接触,因此形成了数百万个接触点。这些接触点中的每一个反过来又承载了很小的负载。除壁虎外,蜘蛛和昆虫还使用这种粘附系统机制。
了解开关和关闭粘性过程的微妙之处是开创性的。通过使用数学建模,我们发现了一种简单但巧妙的机制,可以使壁虎在粘性与否之间来回切换。默认情况下,壁虎的脚是不粘的,这种粘性是通过施加小剪切力来激活的。壁虎粘附可以被认为是摩擦的对立面。
Alex Greaney- OSU的合着者兼工程助理教授
研究人员还发现,这种强大的可切换行为极为微妙,柔韧性,角度和可扩展性的完美融合会导致出色的附着力。
在过去的十年中,许多科学家一直在试图开发合成的干粘合剂,这些干粘合剂已经被用于攀登机器人,这些机器人可以参与搜救操作。格雷尼继续说,塞塔可以吸收大量能量,也可以恢复这种存储的能量。
这种能量的吸收会产生强大的粘合剂关节。Greaney进一步补充说,这项最新研究的一种潜在应用将是改善这些合成粘合剂。将来,壁虎粘附机制可用于在极端环境中运行的机器人。
这是科学家和研究人员从自然中汲取灵感以进一步了解我们对技术的另一个例子。
这样的例子是对蜘蛛生产的丝的研究,并试图找到用于结构应用的强度的方法可能使用碳纳米管。另一个是最近的发展“折纸”机器人这种方式可以以类似的方式展开,即线性氨基酸序列折叠成复杂蛋白。